上图:苏格兰科技公司计划用卫星引导的机器人割草机进行割草革命

从战场和外科手术，到工厂车间和我们头顶上的天空，越来越先进的机器人系统正在改变我们的世界，重塑我们在其中的地位，几乎没有什么领域是禁止的。

但是在苏格兰科学园以西在格拉斯哥郊外一个安静、绿树一荫的校园里，一场更加田园的机器人革命正在进行中。

这里是工程创业的故乡国技术该公司开发了一种先进的新型机器人割草机，据称这种割草机可以帮助改变利润丰厚、增长迅速的全球草坪护理市场。

Kingdom成立于2018年，在过去的五年里，它一直在原型设计、开发和完善一个据称比市场上任何其他系统都更先进的系统。在一系列成功的试验之后，该公司现在准备开始新一轮的投资，可能会看到它的技术在世界各地的高尔夫球场、运动场、大学校园，以及——事实上——任何有很多草需要修剪的地方得到应用。

乍一看，Kingdom的技术与你可能在精心修剪的郊区花园中随机发现的那种系统并没有什么不同:可能更笨重，看起来更坚固，但形状和尺寸大致相同。然而，从表面上看，它是一个非常不同的野兽:它配备了一套智能技术和车载系统，使它能够以最少的人力投入，准确、高效、安全地切割大面积的草地。

Kingdom公司首席执行官Joan Kangro解释说，它设计的商业环境要求严格，这意味着机器人必须以一种与现有系统非常不同的方式运行，这些系统主要是为国内市场开发的。“目前的机器人割草机不适合商业应用，”他说，“它们不知道自己在哪里，去过哪里，所以效率非常低。”他们可能一天要在同一块草地上巡视20次，他们无法像那样大面积地割草。”

然而，王国的系统以一种更人性化的方式运作:以有组织，预先计划和更有效的方式割草。这意味着，当割草机以与现有系统相似的速度(约0.5米/秒)行驶时，它能够覆盖大约十倍的土地。事实上，据说在一天的过程中，一台割草机可以覆盖大约相当于一个大足球场的面积。

更重要的是，虽然现有的现成割草机需要安装边界电缆(标记机器人领域边缘的外围电缆)，但王国的机器人能够使用先进的卫星导航系统和一系列安全功能来仔细控制其运动，并且不需要物理屏障。

根据英国机械工程主管Tony Day的说法，这些能力需要比现有系统更高水平的技术复杂性。“改变这种方法开辟了一个全新的领域，”他说。“你不能再使用旧技术了。为了规划一条路线，绕一圈，剪一截，然后说‘我肯定剪了这个’，你需要采用完全不同水平的技术。如果你打开我们的一个机器人并将它与传统的机器人进行比较。他们家很空。那里没有太多东西(只有几个传感器，一些驱动电机和一个切割组件)，而我们的东西却满满都是!”

在所有这些“东西”中，有一个基于dGNSS技术和里程计的厘米精确定位系统;一种用于规划最优切割路径的特殊算法;激光雷达和视觉系统的组合，割草机使用它来检测和避开障碍物(现有的系统通过撞到障碍物来检测障碍物，从安全的角度来看，对于更大的应用来说是不切实际的)。有趣的是，这些安全传感器还被用于进一步提高机器人的效率，通过根据草的厚度调整其速度。戴说:“它能感知到哪些地方的草多一些，哪些地方的草少一些。“如果草的密度较低，割草机可以走得更快，以确保切割质量，但如果草的密度较大，机器人就会放慢速度。”
这一切都是由王国技术公司开发的网络平台支持的，该平台用于利用卫星图像绘制和计划切割作业。

最后一个关键因素是充电站。在操作过程中，机器人遵循客户定义的切割指令，当它感觉到电池电量即将耗尽时，它会自动导航到工作站，在那里自动停靠并自行充电。

与该技术的所有元素一样，该充电站的设计能够承受日常商业使用的严苛要求，在整个开发过程中，Kingdom公司的一个关键优先事项是确定尽可能接近免维护的技术和组件。

这需要与许多主要供应商密切合作，其中可能最值得注意的是塑料轴承专家易格斯英国，为许多不同的领域提供无润滑轴承。

其中一个应用是切割高度调整机构，这是一个需要极其严格公差的关键应用。Day说:“igus轴承的精度公差使我们能够设计出一个切割平台，其高度与宽度的偏差小于1mm，为草坪提供均匀，高质量的切割。”

升降传感器机构也使用Igus部件，用于检测割草机是否手动升降，触发割草机进入安全模式。在这里，活塞环由igus的iglidur材料制成，在非常小的包装空间内提供干式运行，免维护和可靠的动作。最后，igus线性轴承用于充电站门的开启和关闭机构，这是该系统的另一个元素，再次经过精心设计，可以承受天气可能给它带来的一切。

自2018年推出以来，Kingdom已经吸引了300万英镑的奖励和拨款，开发了一系列越来越复杂的原型，并进行了三年的试点运营。该公司目前在该领域拥有20台机器人，并根据这些客户的反馈，继续优化设计和调整技术。该计划是到明年年底(2024年)部署140个机器人，并产生100万英镑的收入。Kangro希望这将为增加对该技术的私人投资铺平道路。

该公司的目标不是成为设备的大规模制造商和销售商，而是围绕着一种按服务付费的模式，即客户每月向Kingdom支付费用。根据Kangro的说法，这种新颖的方法使客户更能负担得起这项服务，因为费用通常比由常规承包商修剪草坪要低。

Kangro认为，最终，该系统将在不断增长的320亿美元商业草坪切割行业中占据相当大的份额，而迄今为止，机器人系统在这一领域的影响相对较小。

虽然目前的重点是让最初的产品提供正确(例如，路线地图网络平台仍在完善中)，但Kangro和团队也在考虑一系列未来的机会，包括开发新型割草机，优化高尔夫球场的球道。根据Kangro的说法，这将需要一个圆柱切割机，而不是目前版本上使用的刀片。

在更长远的未来，该团队对割草机的愿景相当于乘车共享模式——城市用户可以简单地登录一个应用程序，召唤一个王国的机器人。