ربات‌های خودران تحویل‌دهنده آخرین مایل

با توجه به رشد روزافزون مرسوله‌ها و خریدهای اینترنتی، انتظار مشتریان امروزی این است که ارسال‌ها سریع و دقیق باشد. فارغ از اینکه خرید اینترنتی‌‌شان را از کجا انجام ‌‌می‌دهند و محموله از کجا به دستشان می‌رسد. در سال 2023، تجارت الکترونیک و روش‌های اینترنتی با شتابی بیشتر از گذشته به کار خود ادامه می‌دهند. در سال 2015 تنها 7 درصد از خریدها در جهان به شیوه آنلاین انجام می‌گرفته، درحالیکه این آمار برای سال 2023 بیش از 20 درصد است [1]؛ و این بدان معناست که چالش‌های بیشتر و فشار مضاعفی برای خرده‌فروشان و ارسال‌کنندگان وجود خواهد داشت تا تجربه‌ای مثبت از تحویل کالا را برای مشتریان خود رقم بزنند.

در سال‌های گذشته شرکت‌ها و کمپانی‌های بزرگ به منظور بهبود بهره‌وری به استفاده از ربات‌های خودران برای انبارهای خود روی آوردند که این ربات‌ها در کنار سایر فناوری‌های نو ظهور، با افزایش دقت و به لحظه کردن دسترسی به اطلاعات محصول، به چابکی و انعطاف‌پذیری بیشتر زنجیره تامین کمک کردند. این تجربه موفق، در کنار پیشرفت تکنولوژی خودروهای خودران ایده‌ی استفاده از ربات‌های خودران برای حمل کالا و مرسولات را به شدت مورد توجه قرار داد و هم اکنون شرکت ها و استارتاپ‌های بسیاری مشغول تحقیق و توسعه درباره آن هستند.

حوزه ربات های خودران از ترندهای صنعت حمل و نقل نیز به حساب می آید که در این اینجا با تفصیل بیشتری به آن پرداخته شده است.

تحویل آخرین مایل:

تحویل آخرین مایل (Last Mile Delivery) اصطلاحی پرکاربرد در حوزه حمل و نقل کالاست که برای آخرین مرحله تحویل کالا یعنی حمل و نقل کالا از نزدیکترین مرکز توزیع به مقصد نهایی که عموماً خانه یا محل کار است استفاده می‌شود.

در حقیقت تحویل آخرین مایل زمانی شروع می شود که یک محموله پس از حمل و نقل طولانی مدت، به نقطه شروع در یک منطقه شهری مانند یک انبار مرکزی برسد، و زمانی که محموله با موفقیت به مقصد مورد نظر مشتری نهایی برسد، پایان می یابد[2].

این اصطلاح معمولاً در زمینه‌ی تحویل غذا و زنجیره‌های عرضه پرکاربرد است. یک حمل کننده آخرین مایل (Last Mile Carrier) مسئول انتقال بسته به مقصد نهایی آن است و به طور خاص بر تحویل بسته‌ها به دست شخصی که آنها را سفارش داده است تمرکز دارد. از طرفی تحویل کالاها یکی از پرهزینه‌ترین بخش‌ها در لجستیک خرده‌فروشی‌هاست که تحویل آخرین مایل قسمت قابل توجهی از آن را تشکیل می‌دهد.

از سوی دیگر تحویل آخرین مایل بخش مهمی از تجربه تحویل را برای مشتریان تشکیل می‌دهد. مشتریان انتظار دارند که در فرآیند سفارش وضعیت حمل کالا را رصد کنند و از تاریخ ورود مرسوله تا زمان تحویل آن برایشان قابل مشاهده باشد. بر اساس تجربه‌های پیشین، در صورتیکه این مرحله بطور کارآمد و مقرون به صرفه انجام نشود، به شکایتی رایج در بین مشتریان تبدیل می‌گردد.

این موارد، استفاده از ربات‌های خودران به عنوان حمل‌کننده‌ی آخرین مایل را به ایده‌ای جذاب‌تر تبدیل کرد که به آنها در اصطلاح ربات های خودران تحویل دهنده آخرین مایل (Autonomous Last Mile Delivery Robots) می‌گویند و کمپانی‌های مطرحی در سرتاسر جهان در حال سرمایه‌گذاری بر روی آنها و توسعه و ارتقای آنها هستند. برخی از استارتاپ‌های فعال در این حوزه به پهبادها متوسل شده‌اند و تحویل کالا را از طریق ربات‌های پرنده دنبال می‌کنند و برخی نیز خواهان اجرای این ایده بر روی زمین و در سطح خیابان‌ها و پیاده‌روها هستند.

ربات های خودران تحویل دهنده کالا:

دو نکته‌ای که در خصوص ربات‌های خودران مورد سوال اکثر مردم است، یکی ایمنی و جهت‌یابی آنها و دیگری امنیت بسته‌ها است. در خصوص ایمنی و جهت‌یابی، این ربات‌ها بسیار هوشمند هستند و در آنها از جدیدترین تکنولوژی‌های این زمینه استفاده می‌شود.

جهت یابی و برنامه ریزی مسیر

این ربات‌ها مجهز به چندین دوربین (در بیشتر نمونه ها 12 دوربین) هستند که تصاویر این دوربین‌ها با داده‌های راداری و اطلاعات سنسورهای فراصوت (اولتراسونیک) و اسکن سه بعدی لیزری لایدار (Lidar) ترکیب می‌شود تا استفاده از این ربات‌ها با ایمنی کامل انجام پذیرد.

تکنولوژی استفاده شده در این ربات‌ها به منظور جهت‌یابی بدین شکل است که ربات‌های خودران برای رسیدن از نقطه‌ای به نقطه دیگر، باید مسیر را در پیش روی خود برنامه‌ریزی کنند. اگرچه در حال حاضر سیستم‌هایی مانند Google Maps و OpenStreetMaps به صورت عمومی در دسترس قرار دارند، اما از آنجا که این سیستم‌ها با توجه به ناوبری خودروها طراحی شده‌اند، محدودیت‌هایی به وجود می‌آورند و از آنجا که بیشتر این ربات‌های تحویل‌دهنده در پیاده‌روها حرکت می‌کنند، به نقشه‌ای دقیق از مکان‌های ایمن برای سفر در پیاده‌روها و محل‌های عبور از عرض خیابان‌ها نیاز دارند.

قدم اول برای ایجاد چنین نقشه ای برای ربات‌های تحویل‌دهنده کالا، ساخت یک نقشه دو بعدی اولیه به عنوان لایه ای از داده های تکمیلی در کنار تصاویر ماهواره‌ای است که پیاده‌روها و گذرگاه‌های عابر پیاده را با دقت بیشتری نشان می دهد. شکل زیر نمونه ای از این نقشه ها را که در آن مسیرهای ذکر شده با رنگ‌هایی جداگانه نشان داده شده اند نمایش می دهد.

هنگامی که ربات برای اولین بار شروع به حرکت می‌کند، دوربین ها و تعداد زیادی از حسگرهای روی آن اطلاعاتی را در مورد دنیای اطراف آن جمع آوری می‌کنند. این اطلاعات شامل هزاران خط هستند که از تشخیص لبه‌های عناصر مختلف مانند ساختمان‌ها، تیرهای چراغ برق، چراغ‌های راهنمایی، تیرک‌ها و همچنین پستی و بلندی‌ها به وجود می آیند. سپس سرورهای مربوطه می توانند از این خطوط یک نقشه سه بعدی از دنیای پیرامون ایجاد کند که ربات بتواند از آن استفاده کند.

برای ایجاد یک نقشه سه بعدی یکپارچه از ناحیه، نیاز است تا تصاویر و داده های دریافتی از ربات ها با هم ادغام شوند تا مسیرهای مختلف پوشش داده شود. تکمیل این نقشه ها را می توان به مثابه کنار هم قرار دادن قطعات یک پازل دانست. برای درک بهتر این مفهوم می توان از شکل زیر استفاده کرد. قطعات رنگی به عنوان بخش های مختلف و مجزا به نقشه اضافه شده است.

در مرحله آخر، قبل از اینکه ربات‌ها بتوانند به صورت کاملاً مستقل رانندگی کنند، نیاز به محاسبه دقیق موقعیت و عرض پیاده‌روها است. این امر با پردازش تصاویر دوربین‌هایی که ربات در حین کاوش در منطقه ضبط کرده در ترکیب با نقشه دو بعدی ایجاد شده که پیشتر به آن اشاره شد ایجاد می‌شود.

در طول این فرآیند، جزئیات بیشتری به نقشه اضافه می‌شود تا مناطق امنی را که ربات‌ها می‌توانند در آنها حرکت کنند، به‌طور دقیق تعریف کند. البته دنیای اطراف ما ثابت نیست و تغییرات روزانه و فصلی در محیط اتفاق می افتد. در این شرایط نرم‌افزار ربات، تغییرات نه چندان تاثیر گذار در محیط را که پیش از این نقشه برداری شده است را به خوبی مدیریت می‌کند. از طرفی مدل‌های سه‌بعدی به واسطه داده های خود به قدر کافی قدرتمند هستند، به طوری که اگر درختی در یک موقعیت قطع ‌شود یا ساختمانی فرو بریزد، معمولاً چالشی برای توانایی ربات برای تعیین موقعیت یا استفاده از نقشه ایجاد نمی‌کند.

علاوه بر این، جمع آوری داده از محیط به صورت پیوسته در حال انجام است که برای به‌روزرسانی نقشه‌های سه بعدی در طول زمان استفاده می‌شود. اما اگر یک منطقه کاملاً تغییر شکل داده شود، یا پیاده‌روهای جدیدی ساخته شوند، نقشه باید با استفاده از داده‌های جدید جمع آوری شده به‌روز شود. به‌روز نگه‌داشتن نقشه‌ها برای رانندگی ایمن ربات‌ها بسیار مهم است.

این ربات‌ها می‌توانند به طور هوشمند در اطراف عابران پیاده حرکت کنند، ترافیک را تشخیص دهند و با استفاده از چند نوع چرخ مختلفی که بر روی آنها تعبیه شده، بر روی پله‌ها جابجا شوند. این ربات‌ها در شرایط آب و هوایی مختلف نیز می‌توانند حرکت کنند. شرکت‌های توسعه‌دهنده‌ی ربات‌های خودرانِ تحویل دهنده کالا تلاش می‌کنند تا با استفاده از تجهیزات پیشرفته، امکان حرکت ایمن این روبات‌ها در پیاده‌روها را فراهم کنند، به طوری که حرکت آنها در پیاده‌روها برای عابران پیاده و حیوانات بدون خطر باشد.

امنیت

در خصوص امنیت مرسوله‌هایی که در داخل این ربات‌ها قرار می‌گیرد نیز همیشه از طرف استفاده‌کنندگان این سوال پرسیده می‌شود که چگونه اطمینان حاصل کنیم که خرید کسی دزدیده نشده یا دستکاری نشده است. علاوه بر اینکه این ربات‌ها برای برداشته شدن یا حرکت دادن نسبتاً سنگین هستند، اگر کسی بخواهد ربات‌ها را بلند کند یا به آن ضربه بزند یا دستکاری کند، زنگ هشدار بلندی به صدا در می‌آید که به عنوان یک عامل بازدارنده عمل می‌کند.

همچنین هر ربات به وسیله GPS به طور کامل ردیابی می‌شود و درب آن نیز در تمام طول مسیر قفل است و تنها می‌تواند به وسیله تحویل‌گیرنده و از طریق رمز یک بار مصرفی که در مقصدِ تحویل برای او ارسال می‌شود باز شود تا بدین وسیله از اقلام داخل ربات محافظت شود. در زیر به برخی از این ربات‌ها اشاره می‌شود:

ربات Starship:

شرکت Starship ربات‌های خودرانی را برای فروشگاه‌ها، رستوران‌ها و محوطه‌های دانشگاهی ارائه می‌کند که طراحی جذاب و زیبایی دارند. برخی از ویژگی های این ربات که سرویس‌هایی از آن برای دانشگاه آریزونا و دانشگاه ویسکانسین در آمریکا و دانشگاه نورث‌همپتون در انگستان راه اندازی شده است. عبارت است از:

• این ربات‌ها می‌توانند مرسوله‌ها را تا شعاع 4 مایلی (6/5 کیلومتری) حمل کنند.
• وزن این ربات‌ها کمتر از 45 کیلوگرم است و با سرعتی در حدود سرعت پیاده‌روی انسان حرکت می‌کنند (حدود 6 کیلومتر بر ساعت).
• این ربات‌ها گنجایش نسبتاً خوبی دارند و می توانند تا حدود 10 کیلوگرم بار را حمل کنند.

• ابعاد بسته‌های قابل حمل می‌تواند تا 40×34×32 سانتیمتر باشد.
• باطری این ربات ها سازگار با محیط زیست است و با هر بار شارژ می‌تواند یک روز کامل تحویل انجام دهد.
• محفظه بار در طول حمل بصورت مکانیکی قفل است و تنها گیرنده با گوشی هوشمند خود می‌تواند آن را باز کند.
• مکان ربات‌ها ردیابی می‌شود بنابراین مشتریان دقیقاً از موقعیت سفارش خود مطلع هستند و در زمان رسیدن، اعلان دریافت می کنند.

• قیمت این ربات‌ها حدود 5000 دلار می‌باشد.
• تحقیقات این شرکت در سال 2021 نشان می‌دهد که در مدت 3/5 سالی که این شرکت فعالیت می‌کند، از 280000 سفر با ماشین اجتناب شده است که معادل بیش از 800000 کیلومتر است. آنها می‌گویند که این بدان معنی است که از انتشار 137 تن دی اکسید کربن و 22 کیلوگرم جلوگیری شده NOx جلوگیری شده است.

ربات Nuro:

شرکت Nuro وسایل نقلیه خودران ِتحویل برای محله‌ها تولید می‌کند. ربات‌های اصلی خودران آنها با نام‌ R2 دارای دوربین‌های 360 درجه، رادارهای کوتاه‌برد و دوربرد، سنسورهای فراصوت و اسکن لیزری لایدار است. Nuro در هیوستون با چندین شرکت بزرگ و معتبر مانند مانند Domino’s برای تحویل پیتزا، CVS برای تحویل اقلام دارویی و Walmart برای تحویل کالا همکاری دارد. اخیراً نیز شرکت حمل و نقلی FedEx متعهد شده که از ربات‌های خودران Nuro نیز برای تحویل آخرین مایل استفاده کند.

ربات Udelv:

Udelv نه یک ربات، که یک خودروی تمام عیار برای حمل بسته‌های پستی تولید کرده است. آنها اولین خودروی خودران تحویل‌دهنده خود را در سال 2018 در جاده‌های عمومی بهره‌برداری کردند. از آن زمان این شرکت در حال توسعه وسایل نقلیه خودکار برای خرده‌فروشان و ارسال کننده‌ها بوده است.

این وسایل نقلیه خودران می‌توانند در بزرگراه‌ها رانندگی و حرکت کنند و تا 400 کیلوگرم بار را حمل کنند. هنگامی که وسیله خودران Udelv می‌رسد، مشتریان یک پیام هشدار با یک کد منحصربفرد دریافت می‌کنند که از آن برای یافتن بسته مورد نظرشان در مجموعه جعبه‌های پستی و باز کردن آن استفاده می‌کنند. Udlev اخیراً همکاری مشترکی را با Mobileye از شرکت Intel آغاز کرده و قصد دارند که 35000 خودروی خودرانِ حمل بار را تا سال 2028 تولید کنند.

ربات BoxBot:

BoxBot که توسط تعدادی از مهندسان سابق اوبر و تسلا تاسیس شده است و به وسیله کمپانی تویوتا پشتیبانی می‌شود، در حال توسعه یک سیستم تحویل آخرین مایل برای تحویل بسته‌ها و خریدهای آنلاین است. سیستم BotBox شامل ون‌های خودران تحویل و سیستم‌های بارگیری اتوماتیک است.

ربات Amazon Scout:

ربات خودران تحویل دهنده کمپانی آمازون که Amazon Scout نام دارد، یک سیستم تحویل الکتریکی است که از ربات‌های خودران برای تحویل امن بسته‌ها به مشتریان استفاده می‌کند. این ربات‌ها به انداره‌ی یک کولر کوچک هستند و با سرعتی در حد سرعت پیاده‌روی انسان، در پیاده‌روها حرکت می‌کنند. Scout پس از پشت سر گذاشتن مرحل آزمایشی و تست اولیه در یکی از محله‌های واشنگتن، حالا به صورت بسیار محدود در چند ایالت آمریکا استفاده می‌شود.

در سایر نقاط جهان نیز شرکت‌های معتبری به توسعه‌ی ربات‌های خوران برای تحویل کالا مشغول هستند. از میان این شرکت‌ها می‌توان به استارتاپ Eliport در بارسلونای اسپانیا، TeleRetail در سوییس و ربات DeliRo از کمپانی ژاپنی ZMP شاره کرد.

معایب ربات های خودران تحویل کالا:

ربات‌های تحویل‌دهنده می‌توانند اتفاقی جدید و جذاب در دنیای کنونی باشند، با این حال توسعه‌دهندگان آنها کماکان در حال رفع پیچیدگی‌های آنها هستند. همچنین علی‌رغم اینکه ربات‌های تحویل دهنده خودکار هستند، کماکان لازم است که تحت نظارت یک نیروی انسانی باشند. بحث تراکم ترافیک هم مطرح است.

اسکوترها و دوچرخه‌ها غالباً مسیر اختصاصی خود را دارند تا در آن حرکت کنند، اما ربات‌های تحویل‌دهنده در پیاده‌روها و در میان ازدحام عابران‌پیاده قرار خواهند گرفت و به ازدحام پیاده‌روها می‌افزایند. کودکان یا افراد مسن ممکن است در تعامل با این ربات‌ها و خارج شدن از مسیر آنها مشکل داشته باشند.

با ظهور بیشتر ربات‌های تحویل‌دهنده در معابر عمومی، کاستی‌هایی در چارچوب مسائل نظارتی استفاده از این وسایل نقلیه خودران آشکار می‌شود. علی‌رغم بلوغ فناوری، سؤالاتی در مورد مسئولیت عملکرد تخلفات یا قوانین راهنمایی و رانندگی مربوط به آنها مطرح می‌شود که یک ارائه دهنده خدمات لجستیک باید آنها را در نظر بگیرد. همه این موارد نیازمند وضع مقرراتی است که حدود مسئولیت‌ها را مشخص کند.

همچنین این تکنولوژی برای برخی افراد، بخصوص افرادی که در استفاده از وسایل الکترونیکی جدید راحت نیستند، تجربه خوبی نخواهد بود. شاید برای جامعه امروزی که پیشرفت چشمگیر استفاده از وسایل الکترونیکی و هوش مصنوعی را به چشم دیده، تصویر جایگزین شدن پستچی‌ها با روبات‌های خودرانِ تحویل‌دهنده دور از ذهن نباشد، با این وجود چالش‌های فراوان و پیچیده‌ای بر سر این راه وجود دارد تا جایی که کمپانی FedEx در سال 2022 توسعه‌ی ربات تحویل‌دهنده خود با نام Roxo را که در سال 2019 معرفی کرده بود، متوقف کرد. کمپانی Amazon نیز اعلام کرد که برنامه توسعه Scout را کاهش می‌دهد، هر چند که به طور کامل آن را متوقف نمی‌کند. این شرکت اعلام کرد جنبه‌های مختلف این برنامه، نیازهای مشتریان را برآورده نمی‌کند، اما به جزئیات آن اشاره‌ای نکرده است.

منابع:

 Online Shopping Statistics: Ecommerce Trends for 2023

Last-mile delivery concepts: a survey from an operational research perspective

Starship Technologies

Nuro Technologies

Meet Scout

10 Autonomous Robots for Last-mile Deliveries

TeleRetail Tehnology

FedEx Shuts Down Roxo Same Day Delivery Service as Amazon Scales Back Scout Program

Amazon Abandons Home Delivery Robot Tests in Latest Cost Cuts

How Starship Delivery Robots know where they are going

Toward a Modern Last-Mile Delivery: Consequences and Obstacles of Intelligent Technology

Why sidewalk delivery robots still need safety drivers

Are delivery robots the future of logistics