Какие алгоритмы используются в роботах-пылесосах?

До появления первого на рынке робота-пылесоса с картографией (iCLEBO Smart от южнокорейского производителя Yujin Robot), пылесосы двигались по квартире хаотично. У именитых брендов, как iRobot, хаотичный режим чередовался с движением вдоль стен и по спирали. В более поздних версиях iRobot (модели 7xx, 8xx) стала использоваться улучшенная система навигации iAdapt, которая подразумевает под собой примерную оценку квадратуры помещения по числу соударений робота. Например, если робот ударяется часто, то логично предположить, что помещение небольшого размера. Дешевые китайские аналоги не имеют такого алгоритма и часто двигаются зигзагом от одной стенке к другой. iRobot пошла еще дальше и придумала дополнительный аксессуар – маячки-координаторы для старших моделей. Суть маячка в том, чтобы запирать пылесос в ограниченной зоне на некоторое время. Например, у вас две комнаты. В первой комнате и на кухне робот проводит 80% времени, а во вторую комнату заезжает редко и проводит мало времени. Маяк устанавливается в дверной проем (по рекомендации в каждый дверной проем, в двухкомнатной квартире нужно хотя бы два маяка) и, когда Roomba заедет в дальнюю комнату, маяк запирает там пылесос на более продолжительное время. Конечно, такой метод не решает основную проблему роботов без навигации – пропуск неубранных мест. Маяки помогут только более равномерно распределить зону уборки. 

В 9xx серии iRobot уже стали использовать систему навигации с помощью камеры, как это уже делал iCLEBO, LG, Samsung. В таком методе работы пылесос проезжает всю доступную площадь и не оставляет неубранных мест, а также помнит месторасположение зарядной базы. Если робот с хаотичной уборкой закончит убираться в дальнем углу вашей квартиры, то далеко не факт, что он сможет самостоятельно найти базу для зарядки. Все упирается в размеры вашей квартиры. Исходя из опыта многочисленных пользователей можно утверждать, что роботы-пылесосы с хаотичным принципом уборки достаточно эффективны при выполнении следующих двух условий: 

• Площадь квартиры не превышает 50 кв. метров
  
• Робот должен быть способен непрерывно работать более 90 минут
  

В таком случае пылесос сможет с большой степенью вероятности проехать по основным местам уборки. Пропущенные места он сможет убрать в следующий день. В случае двухкомнатных квартир и площади более 50 кв. метров рекомендуется обратить внимание на пылесосы с построением карты помещения. Они соберут мусор не только везде, но и качественно и за короткое время. 

Два метода построения карты помещения

На сегодняшний день существует два метода построения карты помещения: с помощью камеры и с помощью лазерного дальномера. Первопроходцем в первом методе стала компания Yujin Robot. Актуальные модели iCLEBO Arte и iCLEBO Omega работают по принципу SLAM. Робот фотографирует поверхность потолка, стен, дверных проемов и таким образом запоминает маршрут уборки. За iCLEBO подтянулись позднее и другие корейские производители: LG и Samsung. Не так давно была представлена первая подобная модель от американской компании iRobot (модель Roomba 980). У всех тих роботов примерно один принцип обработки информации, за исключением iCLEBO Omega, которая дополнительно использует фирменную технологию NST. Технология позволяет сравнивать фотографии с камеры и корректировать маршрут по этим данным. Для обычного пользователя это означает, что робот будет более качественно строить карту помещения, совершать меньше ошибок и покрывать большую площадь уборки. 

Первопроходцем во втором методе построения карты помещения стала американская компания Neato. Все модели оснащены лазерным дальномером, который встраивается в специальную башенку на верхней части корпуса. Лазерный дальномер замеряет расстояние до предметов на пути пылесоса. В продаже также появился и первый китайский робот-пылесос с лазерным дальномером Xiaomi Mi Robot. Он копирует у Neato принцип картографии, а у iRobot внешний вид. 

Плюсы и минусы двух типов картографии

Две вышеописанные технологии построения карт помещения имеют свои плюсы и минусы. Правильнее даже сказать так: плюс у них один, роботы-пылесосы запоминают маршрут, знают где убирались, помнят месторасположение базы. А вот минусы разные. 

У роботов с камерой есть один минус – пылесос может терять навигацию в ночное время и в плохо освещенных помещениях. Конечно, маловероятно, что кто-то будет запускать пылесос ночью, но все же этот минус необходимо отметить. 

У роботов с лазерным дальномером также могут быть огрехи навигации. Они проявляются в случаях: 1) если ваша мебель или стены имеют черный цвет 2) если есть зеркало до пола. В первом случае сигнал лазера поглощается темной поверхностью, во втором – робот считает, что за зеркалом есть продолжение квартиры и тщетно пытается пробиться туда. Еще один нюанс – все роботы с лазерным дальномером чуть выше своих конкурентов с камерой. На практике это означает, что дальномер может помешать пылесосу заехать под диван или кровать. 

Вышеперечисленные минусы не существенные по сравнению с теми достоинствами, которые предлагает робот-пылесос с картографией. 

Роботы-пылесосы с построением карты помещения

Плюсы: два резиновых валика, на которые наматывается мало волос и их гораздо проще чистить; датчик пыли и типа поверхности, робот трижды проезжает по наиболее загрязненным местам; Wi-Fi управление (удаленный запуск, выбор режимов); емкий пылесборник объемом 1 литр; 120 минут на одной зарядке аккумулятора. 

Минусы: высокая цена; пылесборник нельзя промывать водой, внутри находится мотор; одна боковая щетка, не очень эффективна в углах; очень высокий уровень шума в режиме Turbo.

Кратко: iRobot Roomba 980 подойдет для средних и больших квартир площадью до 150 кв. метров. Справится с уборкой небольших ковровых покрытий с низким ворсом. 

Samsung Powerbot

Плюсы: высокая мощность всасывания; пульт ДУ с лазерной указкой для управления роботом;  емкий пылесборник объемом 0,7 литра; увеличение мощности всасывания на более загрязненных участках

Минусы: очень высокая цена; не очень эффективна в углах из-за отсутствия боковых щеток; очень уровень шума, очень большие габариты для робота, комбинированная щетка наматывает волосы, малое время уборки около 60 минут; слабая сервисная поддержка

Кратко: Samsung Powerbot является прямым конкурентом iCLEBO Omega, также показывает высокое качество уборки, но не способен работать более 60 минут на одной зарядке аккумулятора. Модель завышена в цене в сравнении с другими конкурентами и может быть рекомендована, наверное, только поклонникам этого бренда.

LG Home Bot

Плюсы: благодаря своей квадратной форме хорошо чистит углы; имеет ультразвуковые сенсоры на переднем бампере, что уменьшает количество столкновений; автоматически включает Турбо-режим при заезде на ковры; широкая насадка из микрофибры

Минусы: высокая цена; эффективность уборки ниже, чем у других корейских представителей; комбинированная турбощетка наматывает волосы на себя; слабая сервисная поддержка

Кратко: роботы-пылесосы LG не очень популярны в России, но тем не менее заслуживают внимания. Способны убирать до 150 минут, а значит подойдут для больших помещений. 

Neato Botvac

Плюсы: хорошее качество уборки у любой модели Neato; 2 цикла зарядки (то есть робот сможет убрать очень большие помещения с двумя подзарядками); Wi-Fi управление у моделей D3, D5 и Connected; емкий пылесборник.

Минусы: высокая цена; модель D3 без боковой щетки и не полностью очищает вдоль стен; дорогие расходные материалы.

Кратко: Neato всегда отличались хорошим качеством уборки, но при этом достаточно высокой ценой. Наиболее оптимальный выбор - модель Neato D5. Она совмещает в себе Wi-Fi управление, продолжительное время уборки и наличие боковой щетки.

Xiaomi Mi Robot

Плюсы: невысокая цена, Wi-Fi управление + отображение плана карты помещения; относительно низкий уровень шума; большое время работы до 150 минут.

Минусы: очень маленький объем пылесборника (0,3 литра); комбинированная щетка наматывает волосы; полностью отсутствует поддержка в России (приложение на китайском языке. нет гарантии, нет расходных материалов); не очень высокое качество уборки; низкая проходимость через пороги.

Кратко: XIaomi выпустили пылесос, сочетающий в себе навигацию Neato и внешний вид Roomba. Лаконичный внешний вид, Wi-Fi и невысокая цена - отличительные черты данной модели, но обратная сторона медали - невысокое качество уборки мелкого мусора и полное отсутствие поддержки в России

Ниже представлено хорошее сравнение ТОПовых роботов-пылесосов с навигацией от канала Geek to The Future