拿了就走的智能超市

蘇一橫

沒有收銀員怎么支付？

去超市中購物，最讓你煩心的事情是什么？相信很多人的答案會是：排隊(duì)結(jié)賬。但在不久的將來，這種煩心事也許就不會存在了。一種新概念的智能超市——“Amazon Go”將讓你告別收銀臺前等待付款的“漫漫長龍”。

“Amazon Go”的創(chuàng)意源于美國電商巨頭亞馬遜公司。目前，亞馬遜正準(zhǔn)備在位于西雅圖的總部推出首家“Amazon Go”實(shí)體店，其占地面積約為170平方米，主要銷售日用雜貨、快餐和零食。如果試運(yùn)營效果不錯的話，“Amazon Go”隨后還會向全美國的亞馬遜顧客推廣。

根據(jù)亞馬遜官方網(wǎng)站的介紹，“Amazon Go”是真正的無人購物超市，沒有導(dǎo)購員，也沒有收銀員，仿佛一輛無人駕駛汽車，完全自動化運(yùn)營。顧客如果想要進(jìn)入“Amazon Go”，需先打開智能手機(jī)上相應(yīng)的應(yīng)用程序，掃描手機(jī)二維碼進(jìn)店。購物時，顧客可以在店內(nèi)隨便逛，從貨架拿走自己喜歡的貨物，直接離開。當(dāng)顧客出店后，自己的亞馬遜賬戶會自動結(jié)賬，手機(jī)也會自動列出購物清單，輕輕松松完成支付，絕不浪費(fèi)一分一秒的等待時間。亞馬遜將這種購物模式稱為“Just walk out”，即“拿了就走”。

十八般武藝齊上陣

不過，“Amazon Go”看似輕松的購物場景實(shí)現(xiàn)起來卻不是“拿了就走”這般容易。雖然亞馬遜并未公布“Amazon Go”的詳細(xì)工作原理，但通過其官方網(wǎng)站中列出的視頻介紹、常見問題解答和相關(guān)專利我們可以看出，“Amazon Go”是一個由大量先進(jìn)的硬件設(shè)施——精密的傳感器、攝像頭、計(jì)算機(jī)以及各種信號接收裝置組成的“有機(jī)整體”，它綜合使用了許多人工智能領(lǐng)域的黑科技，比如計(jì)算機(jī)視覺、多傳感器數(shù)據(jù)融合以及深度學(xué)習(xí)算法等技術(shù)。

具體說來，計(jì)算機(jī)視覺主要是用麥克風(fēng)、攝像頭、計(jì)算機(jī)來代替導(dǎo)購員和超市保安的功能，對顧客進(jìn)行身份識別和跟蹤。麥克風(fēng)的作用主要是“聽”，早先亞馬遜曾開發(fā)過能夠識別人類語音指令的智能音箱，這已經(jīng)證明亞馬遜掌握了先進(jìn)的語音識別能力。所以，“Amazon Go”需要做的就是多擺一些麥克風(fēng)，計(jì)算機(jī)將大量麥克風(fēng)的數(shù)據(jù)綜合起來，使“Amazon Go”僅憑聲音就能大致獲取顧客的行動軌跡。當(dāng)然，亞馬遜在相關(guān)專利中也提到了蜂窩網(wǎng)絡(luò)、微波、藍(lán)牙等通訊方式，這些技術(shù)手段可以利用顧客手持設(shè)備的位移來繪制行動軌跡。

攝像頭的作用主要是“看”。當(dāng)顧客刷手機(jī)進(jìn)店的時候，位于入口處的攝像頭首先會對顧客進(jìn)行人臉識別，記住顧客的樣貌并將其與顧客的身份（亞馬遜賬號）一一對應(yīng)。當(dāng)顧客站在貨架前準(zhǔn)備取物時，貨架上的攝像頭會拍下他拿取了什么貨物和離開貨架時手中有什么貨物。值得一提的是，貨架上的攝像頭非常先進(jìn)，它們甚至能夠識別不同人之間膚色的細(xì)微差別。亞馬遜公司解釋說，此舉是為了減少攝像頭的失誤率，畢竟當(dāng)購物人數(shù)較多時，兩位顧客很有可能會在同一個貨架上拿貨，而通過膚色來識別顧客是非常有效的方法。

一個完備的智能系統(tǒng)

為了進(jìn)一步提高貨物識別的準(zhǔn)確性，亞馬遜又使用了“多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)”，即把不同傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。比如，當(dāng)“Amazon Go”要判斷是什么貨物從貨架上被拿走還是被放回時，除了分析圖像外，還需要分析形狀識別傳感器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)，以提高判斷的準(zhǔn)確度。一罐未開封的雪碧和一個空雪碧罐在外觀上區(qū)別不大，但重量就差了許多，這時壓力傳感器的數(shù)據(jù)就更可靠。一瓶雪碧和一瓶可樂重量差不多，但配合圖像分析，“Amazon Go”就知道顧客是否在放回貨物時放錯了貨架。通過對多種數(shù)據(jù)的融合使用，“Amazon Go”進(jìn)行貨物管理的效率就有了保障。

從貨架拿起或者放回一個被識別的貨物時，“Amazon Go”如何將貨物與顧客的賬戶關(guān)聯(lián)起來呢？在2013年和2014年，亞馬遜未雨綢繆，申請過兩項(xiàng)專利——“偵測物體互動和移動”和“物品從置物設(shè)備上的轉(zhuǎn)移”。這兩項(xiàng)專利綜合起來構(gòu)成了一個基于無線射頻識別技術(shù)、人工智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的智能超市系統(tǒng)，該系統(tǒng)能探測到顧客從貨架上取貨的動作，隨后將貨物相關(guān)數(shù)據(jù)同步到顧客的手持設(shè)備中。比如，顧客拿起一罐可樂（已經(jīng)被識別）時，“Amazon Go”會自行將相關(guān)數(shù)據(jù)寫入顧客的手持設(shè)備（比如手機(jī)或Ipad）中，并在顧客賬戶的“虛擬購物車”中添加一罐可樂。而當(dāng)顧客走出超市時，會穿過出口，這時系統(tǒng)將顧客手中的可樂從“虛擬購物車”轉(zhuǎn)移到“已購買項(xiàng)”，并從亞馬遜賬戶中扣款。

顧客的貼心伙伴

除此之外，一些計(jì)算機(jī)專家推測，“Amazon Go”可能還采用了人工智能領(lǐng)域中的深度學(xué)習(xí)技術(shù)，使“Amazon Go”能夠自我完善。比如，“Amazon Go”使用攝像頭識別了顧客，可能會對顧客拍了一些照片，依靠一些深度學(xué)習(xí)算法加深對顧客的印象，以后對顧客進(jìn)行身份識別的效率會提升。同樣，攝像頭、麥克風(fēng)、傳感器記錄的大量數(shù)據(jù)真實(shí)反映了顧客的購物習(xí)慣，“Amazon Go”會記住顧客的偏好，會對他買的東西做出一些預(yù)判，并據(jù)此對相應(yīng)貨物的位置和庫存做出調(diào)整。亞馬遜的專利文件中舉了一個例子，如果智能超市有時無法確定顧客從貨架上拿走的是番茄醬還是芥末醬，那么它就會參考顧客之前的購買記錄作出判斷。如果顧客此前一直都只購買番茄醬，那么智能商店會優(yōu)先將顧客手上這件貨物判定為番茄醬。

由于需要這么多科技元素的支撐，開一家小小的“Amazon Go”必然耗資不菲。不過，這對于財(cái)大氣粗的亞馬遜公司來說根本不是事。那么，“Amazon Go”的智能超市模式會成功么？讓我們拭目以待吧。