六張圖看懂 Amazon Go智能購物,專利文件解密AI 核心技術(shù)細(xì)節(jié)

韓璐 9年前 (2016-12-08)

亞馬遜宣布將在2017年年初推出使用人工智能技術(shù)的線下零售商店Amazon Go,這其中有什么玄機(jī)?

六張圖看懂 Amazon Go智能購物,專利文件解密AI 核心技術(shù)細(xì)節(jié)

幾天前,就在亞馬遜迎來可能是公司史上最大的Holiday Season時,亞馬遜發(fā)布了一段介紹旗下新的零售商店Amazon Go的視頻,消費(fèi)者可以直接走進(jìn)商店,拿下貨架上的貨物,然后離開。整個過程不需要排隊,也不用結(jié)賬。

《福布斯》的記者Ryan Mac說:“這看起來非常有趣,充滿了未來感,但是,至少目前為止,這一切還都只是宣傳。”

每年從感恩節(jié)到圣誕節(jié)的長假中,亞馬遜都會成為媒體上的最大贏家。2013年,Bezos接受了曝光率很高的《新聞60分》訪談。在節(jié)目中,他對一個用無人機(jī)送貨物的項目狠狠地進(jìn)行了嘲笑,一時間名聲大噪。2014年,有大量的報道是圍繞亞馬遜即將推出的倉儲機(jī)器人Kiva。2015年12月,在美國線上購物節(jié)Cyber Monday到來之前 ,這家總部位于西雅圖的公司展示了更新版的飛行快遞機(jī)器人的Demo。

今年的12月,亞馬遜通過上面這段新的視頻向外界承諾,將在“2017年年初”推出第一家Amazon Go零售店。不過,除去炫酷的推廣視頻,關(guān)于這家“未來化的”零售店,亞馬遜所提供的細(xì)節(jié)非常少。

目前為止,所有的公開信息都來自亞馬遜官方網(wǎng)站的“問答”頁面。據(jù)介紹,零售店面積將達(dá)到1800平米,主要銷售快餐、知名品牌和亞馬遜自己生產(chǎn)的預(yù)包裝餐飲套裝,允許消費(fèi)者直接使用智能手機(jī)和 Amazon Go應(yīng)用程序進(jìn)出。顧客只需在商店入口處打開Amazon Go手機(jī)app掃描一下,然后進(jìn)店隨便逛,拿走任何喜歡的東西,然后直接離開。不需要結(jié)賬,不需要用卡付款,也不需要裝袋。

《福布斯》稱,亞馬遜在這個時間點(diǎn)發(fā)布Amazon Go,將會讓他們獲得在圣誕購物節(jié)期間所希望得到的東西——消費(fèi)者的注意力。

根據(jù) Adobe Digital Insights 的統(tǒng)計,11月,美國人在線上購物的支出大約為400億美元,比2015年增加了7.6%。Slice Intelligence預(yù)測,在黑色星期五和Cyber Monday之間,網(wǎng)上購物中有31% 流向了亞馬遜,這肯定是亞馬遜的CEO Jeff Bezos希望看到的增長。

如果有人想在網(wǎng)上購買一臺筆記本電腦。由于看到了Amazon Go的商業(yè)廣告,他首先訪問了亞馬遜而不是Best Buy或者蘋果官方網(wǎng)站——那Bezos就贏了。

事實(shí)也確實(shí)如此,根據(jù)新智元在寫下這篇文章時的調(diào)查,對于亞馬遜的這一計劃,市場反應(yīng)較好。12月5日,美股開盤后,亞馬遜股價立即上漲,當(dāng)天收漲2.57%,結(jié)束了此前5連跌;同時,在5日和6日兩個交易日,股價累計漲幅達(dá)3.24%。

《福布斯》報道稱,不需要掏錢付款就能結(jié)賬的創(chuàng)意,從任何一個方面來看,都不是一個新鮮的概念了。Square的CEO Jack Dorsey多年來一直在談,商家應(yīng)該如何在消費(fèi)者走進(jìn)商店時,對顧客進(jìn)行識別,并為他們準(zhǔn)備好想要的東西,消除掉與收營員和交換錢款之間的麻煩。根據(jù)亞馬遜官方網(wǎng)站的介紹,在這方面,他們至少已經(jīng)謀劃了4年。

但是,現(xiàn)在看來,其愿景依然缺乏具體的細(xì)節(jié)。不過,亞馬遜確實(shí)有很多流行詞,比如深度學(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺和傳感器。這些詞將會讓對技術(shù)內(nèi)容知之甚少的普通大眾倍感興奮。

Amazon Go的網(wǎng)站上介紹說:“我們的免結(jié)賬購物體驗使用的是與無人駕駛汽車類似的技術(shù):計算機(jī)視覺、傳感器融合以及深度學(xué)習(xí)。我們的‘Just Walk Out“’技術(shù)會自動地探測到哪些商品被拿走了,哪些被放回了原地,并且,使用一個虛擬的購物車,我們也能追蹤商品的軌跡。”

從介紹視頻來看,Amazon Go看起來像一個高級便利店,貨架上整齊排列著各種預(yù)制食品和便利雜貨商品。使用適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎摷夹g(shù)可用于任何類型的零售商品。例如,很容易就能應(yīng)用于亞馬遜網(wǎng)站銷售的其他數(shù)百萬的時尚服飾、電子產(chǎn)品、家庭用品等商品。該公司表示,“Just Walk Out”技術(shù)利用計算機(jī)視覺、傳感器融合(sensor fusion)技術(shù)以及深度學(xué)習(xí)算法來提供這種無縫的購物體驗。可以想象亞馬遜實(shí)體店的未來:書店、美容店、免下車雜貨店、便利商店等等,全都使用這些技術(shù)。

《福布斯》記者Ryan Mac在報道中問道:這聽起來很美好。但是,實(shí)際情況下,它是怎樣運(yùn)轉(zhuǎn)的呢?商店里會有多少種貨物?如果商店沒有識別出來某個消費(fèi)者呢?有人拿了太多東西該怎么辦?

新智元專家怎么看?

Amazon Go宣傳視頻發(fā)布后,在業(yè)界引起了強(qiáng)烈反響,在新智元人工智能核心微信群中,各位專家也進(jìn)行了熱烈的討論。那么,專家們怎么看亞馬遜這一激動人心的嘗試?

專家1 (資深技術(shù)人員,與Amazon Go項目內(nèi)部人員很熟):里面有N多攝像頭和3D攝像頭,做了3D人體建模和行為分析??梢哉f,Amazon Go絕對不是PR,做這個小店有千萬美元級別的投入。

專家2 (機(jī)器人公司董事長):拍腦袋分析一下,進(jìn)門掃完碼后,后臺系統(tǒng)通過3D攝像頭把人體特征值與賬戶ID進(jìn)行綁定,然后對取貨的動作視頻進(jìn)行分析(通過深度學(xué)習(xí)來正確辨識人類取放商品的動作細(xì)節(jié))來實(shí)時更新虛擬購物車,出門后自動支付。如果店內(nèi)人流密集的化,感覺后臺的實(shí)時運(yùn)算量極其巨大。進(jìn)門的閘機(jī)確保了客戶ID能被有效辨識,但是如果是一個大人帶著一個小孩,出店的時候小孩也拿著東西,而且與大人分開較遠(yuǎn)的話,系統(tǒng)可能就無法自動結(jié)賬,不過可以出報警。

專家3(工程師):如果問題縮小到只是進(jìn)出閘機(jī)那會整個人的識別, 只做一進(jìn)一出的對應(yīng)及出閘機(jī)時身上攜帶商品(用RFID之類補(bǔ)充確認(rèn))的感應(yīng)識別, 那似乎還在可腦補(bǔ)范圍之內(nèi)。

核心技術(shù)Amazon Rekognition

根據(jù)官網(wǎng)介紹,Amazon Go主要的識別技術(shù)叫做Amazon Rekognition,能夠在消費(fèi)者購物流程中進(jìn)行一系列不同類型的識別,以判斷多種不同的購物場景。

六張圖看懂 Amazon Go智能購物,專利文件解密AI 核心技術(shù)細(xì)節(jié)

六張圖看懂 Amazon Go智能購物,專利文件解密AI 核心技術(shù)細(xì)節(jié)

六張圖看懂Amazon Go消費(fèi)過程

或許看了視頻和上面的說明還稍嫌眼花繚亂,美國報紙US Today對Amazon Go的購物消費(fèi)過程做了更賤簡單易懂的可視化展示,下面具體看一下:

六張圖看懂 Amazon Go智能購物,專利文件解密AI 核心技術(shù)細(xì)節(jié)

首先,消費(fèi)者用手機(jī)像地鐵刷卡那樣,進(jìn)入店鋪——當(dāng)然,手機(jī)上得注冊有亞馬遜的賬戶。與此同時,位于入口處的攝像頭會進(jìn)行人臉識別,識別的技術(shù)主要是Amazon Rekognition。

六張圖看懂 Amazon Go智能購物,專利文件解密AI 核心技術(shù)細(xì)節(jié)

當(dāng)消費(fèi)者在貨架前停下來時,攝像頭會捕捉并記錄消費(fèi)者拿起的商品,以及再次放回去的那些。

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放置在貨架上的攝像頭會通過手勢識別,消費(fèi)者是拿起了一件商品(購買)還是拿起一件商品看了看又放回貨架(不購買)。

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店內(nèi)麥克風(fēng)會根據(jù)周圍環(huán)境聲音判斷消費(fèi)者所處的位置。

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貨架上的紅外傳感器、壓力感應(yīng)裝置(記錄商品被取走),以及荷載傳感器(記錄商品被放回)會記錄下消費(fèi)者取走了哪些商品以及放回了多少商品。同時,這些數(shù)據(jù)會實(shí)時傳輸給 Amazon Go商店的信息中樞,每位顧客都不會有延遲。

六張圖看懂 Amazon Go智能購物,專利文件解密AI 核心技術(shù)細(xì)節(jié)

在離店時,傳感器會掃描并記錄下消費(fèi)者購買的商品,同時自動在消費(fèi)者的賬戶上結(jié)算金額。

利用這些技術(shù),Amazon Go究竟如何實(shí)現(xiàn)“未來購物過程”?專利文件揭露答案

國外網(wǎng)站上,有人翻出了亞馬遜兩年前申請專利時發(fā)布的文件。

亞馬遜提交的專利文件的描述中,提到這一系統(tǒng)使用了包括RFID(無線射頻識別)在內(nèi)的技術(shù),在探測購物者是否從貨架上拿下了商品,然后把數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭慌_手持設(shè)備上。

這也意味著,在購物者繼續(xù)購物的同時,系統(tǒng)已經(jīng)對商品狀態(tài)進(jìn)行了同步,這免去了傳統(tǒng)排隊結(jié)賬的方式。當(dāng)消費(fèi)者從商店的“過渡區(qū)”走出商店時,系統(tǒng)會感應(yīng)到消費(fèi)者已經(jīng)離開,隨后對他們帶走的物品進(jìn)行統(tǒng)計,并在顧客的亞馬遜賬戶進(jìn)行扣款。

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從視頻中可以看到,消費(fèi)者需要使用智能手機(jī)驗證進(jìn)入商店

專利示意圖:

六張圖看懂 Amazon Go智能購物,專利文件解密AI 核心技術(shù)細(xì)節(jié)

可以看出,位于店內(nèi)有各種傳感器,包括商場安裝的攝像頭、商品上的重量感應(yīng)器。

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消費(fèi)者購物過程中的具體識別過程

專利文件寫道:

例如,如果消費(fèi)者在零售店內(nèi)購物,他不需要停下來,用現(xiàn)金或者與收銀員溝通,或是使用自動結(jié)賬臺來完成付款,因為他在商店內(nèi)選擇的商品已經(jīng)被系統(tǒng)記錄,并通過與消費(fèi)者本人相關(guān)的商品確認(rèn)清單確認(rèn),所以,他們能帶著選購的商品直接走出商店。

系統(tǒng)會探測到消費(fèi)者走出店門,隨著消費(fèi)者通過出口(也就是過渡區(qū)域),系統(tǒng)會自動對消費(fèi)者挑選的商品進(jìn)行結(jié)賬,期間消費(fèi)者不用做任何的停留,也就避免了等待和排隊。

專利文件表明,系統(tǒng)可以使用消費(fèi)者過去的購買記錄,來幫助確認(rèn)消費(fèi)者在購物時選擇的某一商品。

例如,如果貨存清單管理系統(tǒng)不能確定消費(fèi)者所選擇的到底是一瓶番茄醬還是芥末,它可能會參考這位顧客過去的消費(fèi)記錄,或者這位顧客是否已經(jīng)選擇過相同的商品。舉個例子,如果顧客的消費(fèi)歷史記錄顯示他只購買番茄醬,那么這些信息可能會被用于確認(rèn)消費(fèi)者選擇的就是一瓶番茄醬。

六張圖看懂 Amazon Go智能購物,專利文件解密AI 核心技術(shù)細(xì)節(jié)

亞馬遜在視頻中提到,他們使用的技術(shù)包括多傳感器融合,從不同傳感器上獲得的數(shù)據(jù)增加了判斷的可信度和準(zhǔn)確率。以下是專利文件對多傳感器數(shù)據(jù)匯合的描述。

在一些配置條件下,來自其他輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)可能會被用于幫助確定某一商品是否已經(jīng)被選中或者被放回到貨架上。比如,如果系統(tǒng)判斷一件商品已經(jīng)被放回到貨架上,除了圖像分析外,基于形狀和壓力的傳感器,以及稱重設(shè)備上的數(shù)據(jù),系統(tǒng)會對該商品生成一個權(quán)重。圖像分析也許能有助于將貨架上匹配的商品數(shù)量減小到一個更小的清單,提高匹配率。

貨架上商品的權(quán)重會與可能匹配的每個商品被存儲在系統(tǒng)內(nèi)的權(quán)重進(jìn)行比較,來確定商品是否真的已經(jīng)被放回到貨架上。結(jié)合多個來源的輸入,系統(tǒng)會生成一個高置信度的數(shù)字,來提升系統(tǒng)確認(rèn)某一商品是被從貨架上拿走還是被放回的準(zhǔn)確率。

這一專利文件是在兩年前公布的,現(xiàn)在亞馬遜很可能也做了很多的改變。但是,從視頻上可以看到,基本思路還是沿襲了專利文件中的描述。

由此看來,其基本技術(shù)實(shí)現(xiàn)與新智元專家的推測基本一致。Amazon Go目前已經(jīng)對公司員工開放測試,預(yù)計在來年開幕。如果真正實(shí)現(xiàn)Demo中的一切,那將是對線下購物乃至日常生活的顛覆,也將是人工智能真正走入我們每個人生活的一個漂亮的開始。

【編者按】本文轉(zhuǎn)自新智元,編輯:胡祥杰、劉小芹、王楠。

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