結賬不再難， 無人超市進化升級

李垚

無人超市的技術迭代

2016年底，亞馬遜發表了首個無人商店Amazon Go的概念，立刻受到全球矚目，成為零售業的創新指標，促使各地零售業者紛紛加入此股風潮。而在中國，除陸續有零售業者展開小規模的無人商店測試計劃和融資外，一些AI無人商店的技術也在落地過程中，這些技術方案整合了整間商店所需的硬件、軟件和營運管理服務。

在國內，盒馬鮮生就采用了自助結賬的模式，有人認為這樣是佛系的防盜措施，容易讓占小便宜的人放縱，也有人認為這是對消費者尊重信任，是社會文明的正常狀態。不過，全數字化鏈路的保障顯然是無人超市的底氣，目前有數據表明，消費者鉆空子漏掃的情況在減少。

天花板攝像機陣列是消費者行為追蹤關鍵，用來追蹤、辨識消費者于店內的位置和行為。多數是1080P一般攝像機，能由上而下來辨識顧客姿勢，如伸手拿取商品的行為，少數是追蹤顧客移動軌跡的廣角攝像機

業內人士表示：“無人超市不只是要研發技術，更要讓技術運用于實際的營運場域。”無人超市的商品需要取放辨識、人員綁定追蹤、IoT溝通管理等技術和系統的開發工作。研發期間，工程師還必須到活動會場，展示無人超市概念的縮小版應用貨架。這些具備自助販賣機功能的設備，運用重量感測器、電腦視覺辨識技術等，讓消費者通過手機APP開柜選購，并在關閉柜門后，利用手機APP完成付款。

貨架有三層，每層內側上方架設3臺攝像機、下方層板則內嵌數個重量感測器，層板外緣還安裝紅外線光柵，結合影像、重量和紅外線等多重感測技術，來辨識消費者拿取的商品內容和數量

記者受邀參觀某無人超市的實驗場域，首先看到兩個自動閘門通道，閘門的一旁有一個小房間，是支持整間商店運算需求的機房，而往店內一望，可看到31個貨架，背靠背，并排陳列共300多種商品，再抬頭一看，可以看到天花板上，有超過40臺攝像機組成的陣列，能自動追蹤、辨識消費者的位置和動作。

AI無人超市的關鍵技術

無人超市的購物流程其實十分簡單，首先，消費者利用綁定好支付方式的手機APP，作為進店消費的憑證，對著入口閘門上的條碼掃描機，掃APP上的QR Code來開啟閘門，就可進入店內選購商品。而這個簡單的掃碼動作，不單是要讓進出閘門控制系統開啟閘門，更是要讓購物行為辨識系統獲悉消費者的身份，來開始追蹤其于店內的行為。根據記者的實際體驗，從商品拿取到APP顯示商品信息，中間有3至5秒的時間差，整體體驗仍有改善的空間。

貨架有三層，每層內側上方架設3臺攝像機、下方層板則內嵌數個重量感測器，層板外緣還安裝紅外線光柵，結合影像、重量和紅外線等多重感測技術，來辨識消費者拿取的商品內容和數量

讓顧客“拿了就走”的無人超市模式，從追蹤顧客進店面后的軌跡、取放商品的行為，到自動辨識正確品項并加入手機APP購物車中，這整套流程背后的關鍵技術，主要是基于多視角影像辨識技術與多重感測器分析技術。

多視角影像辨識技術，是通過天花板裝設的多個攝像鏡頭以及廣角攝像機，在顧客掃描QR Code進入智慧商店之后，即時追蹤其移動軌跡與行為，比如在顧客拿取商品后，同步將商品加入虛擬購物車中，反之若是放回商品，購物車也會同步移除。其中，廣角鏡頭因拍攝范圍更大，主要用來追蹤顧客軌跡，一般攝像鏡頭則是能由上而下地辨識顧客姿勢，比如伸手取放商品等行為。

從技術上講，由于顧客在伸手拿取商品時，仍有幾率發生遮蔽、交叉取物等影響上方攝像機辨識的情況，因此，當顧客站在天花板一臺攝像機正下方時，前、后、左、右相鄰的四個攝像機，也會同時通過斜角的視野來辨識顧客姿勢，借此降低誤判幾率。科技公司目前也在嘗試，將現為平面向下的攝像機改以多角度來架設，試圖找到提升姿勢辨識準確率的方法。

從天花板由上向下進行辨識的設計，是為了避免直接拍攝到人臉的監控爭議。不過，若未來客戶提出針對性別、年齡分眾行銷的需求，技術上仍然可以通過部署不同角度的攝像機來達成。

雖然頂部的攝像機可以追蹤顧客位置，但在一個貨架的多種商品中，顧客伸手究竟拿了哪一樣商品？就要運用到多重感測器分析技術了。這項技術隱身在一個個貨架中，主要運用紅外線光柵、貨架層板上的攝像機以及重量感測器，來準確辨識顧客拿取的商品并加入虛擬購物車中。其運作方式，是在顧客伸手取物、觸碰到貨架外緣的紅外線光柵時，同步喚醒貨架內的攝像機與重量感測裝置，接著，透過重量分布的改變，同時搭配攝像機比對取物前后的畫面，判斷出被取出的商品品項。

設置了紅外線光柵的好處是，可以讓貨架內的感測裝置只需在觸發后啟動，能大幅降低后端硬件的運算量。比如一般市面常見的盒狀包裝商品，只要包裝盒六面的影像各一張，再加上商品的重量信息，就能滿足AI識別所需，比起只用影像辨識技術，能進一步降低運算量。

整體運算量降低后，也讓這套無人超市技術需要的硬件運算資源門檻下降。工程師透露，現在無人超市運用的含CPU、GPU在內的電腦硬件裝置，和當前一般主流的電競PC的運算力相近。目前，結合上述兩套關鍵技術，排除惡意行為干擾下的實測，辨識率約98%～99%。也就是說，在大多時候，APP能確實記錄下顧客選購的商品，并在顧客確認無誤后一鍵結賬，達成從選購到結賬的無人化。

后臺系統可以即時顯示每一個人在店內的位置，若有商品被拿取，該貨架也會出現黃色提示

Dash Cart或解決無人超市當前痛點

亞馬遜最新的智能購物車Dash Cart的設計，吸取了無人超市過去的所有經驗教訓，并通過收購Whole Foods和不斷壯大的Amazon Go商店網絡來進行技術融合。

亞馬遜的實體零售和技術副總裁迪利普庫馬爾解讀：“Dash Cart有一個攝像頭環，一個秤，計算機視覺和重量傳感器，不僅可以確定物品，還可以確定物品的數量，如果不是大宗物品采購，非常實用。”比如對于像蘋果這樣的商品，購物車本身的觸摸屏可以輸入商品的價格查詢代碼，然后再將其放入要稱重并添加到訂單的購物車中。

亞馬遜認為，從隱私角度或技術角度來看，擴展其無現金收銀方法用到攝像頭似乎確實是一項需要克服的挑戰，而購物車正是以小巧且易于管理的方式改變了用戶的擔憂。該購物車還內置有優惠券掃描儀，并支持亞馬遜的Alexa購物清單功能。當用戶完成購物后，Dash Cart的專用車道使用戶無需立即處理付款或在結賬中等待就可以將貨物推出商店。

目前Dash Cart購物車技術還有一些不完善之處，比如該設備最多可以處理兩袋物品，還不能完全讓貨物裝滿推車。這意味著無人超市仍需要為顧客提供標準的購物車和標準的結賬通道。但如果Dash Cart受到消費者的歡迎，亞馬遜很有可能會將它推廣到其他地方，因為減少結賬時間，提高貨物周轉效率，節約人工成本一直是未來無人超市的核心價值。