“支撐起2020年東京奧運會的技術(shù)和人們”
第1期 在“運動員優(yōu)先”的理念下與大家并肩奮斗的FSR

目錄

? 提升運動員效率，減少工作人員壓力
? 奮斗吧！機器人領(lǐng)域的外行人
? 我們的口號是“運動員優(yōu)先”
? 從“Nice To Have”到“Must To Have”
? 通過現(xiàn)地現(xiàn)物加深對“YOU視角”的理解

寒冬降臨，距離2021年也只剩下1個多月的時間了。要問這一年中最精彩的事情是什么，我想無論是全世界的人還是豐田汽車，都會給出“夏季舉辦的2020年東京奧運會與殘奧會”這一答案。

豐田作為奧林匹克和殘奧會的全球合作伙伴，除了為2020年東京奧運會提供車輛方面支持以外，還引入了各種各樣的機器人。ToyotaTimes將用三期特輯的篇幅來介紹項目組成員們付出的努力。誠然，他們不似那些運動員們可以直接在賽場上一展身手，但他們做出的幕后貢獻絕對不容忽視。

在本次特輯的第1期中，我們采訪到了自主行駛機器人“FSR”的研發(fā)團隊，他們的研發(fā)成果為奧運會、殘奧會中的投擲比賽以及七人制橄欖球比賽提供了很大幫助。

?? Getty 2021

提升運動員效率，減少工作人員壓力

FSR是Field Support Robot的縮寫，它是一種在田徑投擲項目中幫忙回收和搬運鏈球、標槍、鐵餅等投擲物的自主行駛機器人。

FSR的研發(fā)目標大致有二。其一是為了讓運動員能夠更加專注于比賽，它要以最快的速度把投擲出去的東西運回運動員身邊。其二是減少比賽工作人員需要走的距離，即減少他們的勞動量。

（上圖）2020年東京奧運會期間，以e-Palette和JPN TAXI為主題的7輛FSR正在行駛。之所以選擇它們，是因為考慮到其通用化設(shè)計可以作為“Mobility for All”的象征（下圖）在投擲比賽中關(guān)于FSR的作用介紹

例如擲鏈球時，男子使用的鏈球重量為7.26kg，而在2016年里約熱內(nèi)盧奧運會之前，扔出去的鏈球只能通過工作人員人工搬運回遙控模型車，再利用遙控模型車將球帶回投擲位置。有時候從球的落地位置到界外區(qū)能有60米的距離，而且運動員每擲球一次，都會重復(fù)一遍這樣的搬運流程。要知道，日本的夏天本就非常炎熱，再加上人們得戴著口罩，這種作業(yè)對工作人員來說負擔非常大。

另外，在進行投擲項目時，選手的旁邊會準備好幾個投擲物。在外行人看來，這些投擲物之間并無區(qū)別，但其實每位選手都有各自合手的那一個投擲物，因此多數(shù)情況下他們在投完一次后會等待之前投出的投擲物送回到手上再進行下一次投擲。比賽開始前的練習(xí)時間是30分鐘，因此FSR的工作效率能夠決定運動員的練習(xí)次數(shù)。在規(guī)定時間內(nèi)盡可能地增加練習(xí)次數(shù)就是對選手最大的支持和幫助。

如果說為工作人員減少壓力、為運動員增加練習(xí)次數(shù)就是最好的“運動員優(yōu)先”，那么我們的首選應(yīng)該就是能夠跟隨工作人員的腳步前進、以不妨礙比賽的最短路徑自主行駛的車輛。

工作人員將投擲物裝好后啟動感應(yīng)器，車輛就會自動駛回投擲位置。在奧運會延期前原本是通過按按鈕讓裝置啟動的，但為了支持防疫工作，就改為了非接觸式的感應(yīng)器啟動??Getty 2021

綜上，F(xiàn)SR可以代替工作人員搬運投擲物。此外，其自主行駛功能也得到了活用：在七人制橄欖球比賽中，F(xiàn)SR負責在開球前將球安放在場地中央。

到達場地中央后，利用“機關(guān)”使球落入中心位置，這一過程不消耗電力??Getty 2021

2020年東京奧運會期間，有435名運動員參加了投擲比賽，期間舉辦了共計58場七人制橄欖球比賽，這其中都有FSR忙碌的身影。這是第一次自主行駛機器人與比賽相關(guān)人員一起在賽場上行動的奧運會。

2018年4月，該項目正式啟動。在來自奧運殘奧部的伊藤Professional Partner（PP）的號召下，項目組開始在公司內(nèi)部招募有志之士。

奮斗吧！機器人領(lǐng)域的外行人

2015年時，豐田決定到2024年巴黎奧運會之前都擔任奧運會、殘奧會的國際合作伙伴，并成立了奧運殘奧部，負責在2020年東京奧運會期間策劃豐田的活動。

該部成立的同時，伊藤PP就開始負責研究如何活用機器人來進行支援工作。2016年里約奧運會舉辦時，伊藤PP看到當時投擲比賽的場地上有許多遙控車來來回回忙碌，他便立志道：“我希望四年后，有著豐田標志的輔助車可以在場地上行駛。當然，我們要活用好豐田的機器人技術(shù)，而不是通過遙控來操控”。

自那之后，雖然豐田與公司內(nèi)外掌握機器人技術(shù)的人員進行了協(xié)商，但由于大家都有其他的機器人研發(fā)工作需要處理，所以很難召集齊成員。因此在2018年4月，豐田決定從公司內(nèi)部招募有志之士組成自己的FSR團隊。

上圖為“FSR”項目的核心成員。從左開始分別是東日本豐田汽車股份公司的山根五月部門經(jīng)理、豐田CV總部的桑原健主管、奧運殘奧部的伊藤太PP、樣品試驗研發(fā)部的西村伸主管

該項目啟動3個月后敲定了核心成員，成立了FSR研發(fā)團隊。但是，這些人都是機器人方面的外行，盡管他們立刻開了技術(shù)討論會，還基于工廠的自動搬運車技術(shù)開始了研發(fā)工作，但不久后他們就發(fā)現(xiàn)：賽場不同于那種有記號和既定路線的工廠，它的面積非常大，在上面很難有效利用豐田已有的技術(shù)。在這種情況下，項目組成員們決定向公司外部公開征求意見和建議。

來自東日本豐田汽車股份公司（以下簡稱TMEJ）機器人及AI研發(fā)部的山根部門經(jīng)理提出了活用AI技術(shù)的方案。為了能安全準確地在范圍很廣的場地上行駛，在AI技術(shù)的領(lǐng)域必須實現(xiàn)相機識別、繞過目標物體、識別自身位置信息以及緊急停車這些技術(shù)。在以山根部門經(jīng)理為中心的TMEJ成員的共同努力下，2019年4月，也就項目啟動后的一年，試驗車的行駛實證試驗開始了。

最開始的FSR

受到新冠疫情的影響，奧運會延期舉辦，自那以后大概兩年的時間里，F(xiàn)SR團隊在日本全國范圍內(nèi)的投擲比賽賽場反復(fù)進行相關(guān)技術(shù)的改善。這些既不了解投擲比賽也不懂機器人的成員們抱著“先了解現(xiàn)場”的想法，前前后后進行了11次實證試驗。

我們的口號是“運動員優(yōu)先”

在2019年年中舉行的體育比賽中進行實證試驗時發(fā)生了一件事，這件事讓來自CV總部的FSR項目負責人桑原主管表示“給了我們很大的啟發(fā)”。

當時有一位視覺存在障礙的運動員表示“車輛行駛的聲音很嚇人”。那個聲音其實是發(fā)動機工作時發(fā)出的，與遙控車的音量相比確實大許多。研發(fā)人員之前并沒有意識到這個問題，可是有視覺障礙的人如果聽到平時在賽場上沒聽過的、不知道來源的聲音，只會感到恐懼，這個聲音還會妨礙他們集中注意力。

不僅是安全行駛，團隊還應(yīng)該注重更加人性化的設(shè)計，讓運動員以及所有相關(guān)人員都能安心。于是他們立即從頭開始修改齒輪設(shè)計，通過增加吸音材料等方式降低行車時發(fā)出的聲音，結(jié)果成功降低了大約10%的音量。

從那之后團隊成員秉承“運動員優(yōu)先”的想法，不斷進行改善。為了能在各種天氣中保證比賽的正常進行，他們進行了防水與耐熱方面的實驗。除此之外，成員們還會考慮減少車輛給比賽場地上的草坪帶來的損傷、為了不破壞運動員的比賽環(huán)境而改善輪胎和車輛行駛方面的控制等等。

FSR經(jīng)過反復(fù)改善后，以絕佳狀態(tài)在奧運會上完美完成了自己的任務(wù)。值得注意的是，在之后的殘奧會上，F(xiàn)SR做出的關(guān)于“運動員優(yōu)先”的判斷與之前奧運會時的判斷有所不同。

之所以會如此，是因為殘奧會投擲項目中有一條特殊的規(guī)則，那就是投擲前只有4分鐘練習(xí)時間。運動員需要先在座位上調(diào)整好身體然后再進行投擲，調(diào)整和試擲都必須在4分鐘內(nèi)完成。因此，盡快完成在座位上的調(diào)整，就能獲得更加充足的練習(xí)時間，反之如果在調(diào)整上花費過多時間，練習(xí)時間就會減少，甚至還會影響到正式投擲的次數(shù)，比賽規(guī)則非常嚴格。由于日本參加殘奧會中此類比賽的選手較少，所以團隊成員難以通過實證試驗掌握具體情況。

費盡團隊成員們心血制造出來的FSR將不被啟用，這很可能招致團隊成員們的異議，但沒想到最終沒有一個人反對。

另外值得一提的是，殘奧會上還秘密進行著一項運動。

在殘奧會開幕式上，我們向全世界宣傳了“#WeThe15”的概念。關(guān)于這個，我們在之前的ToyotaTimes演播廳中也介紹過，這是一項全球性的人權(quán)運動。要知道這個世界上的殘疾人群體占世界人口的15%，“#WeThe15”的目的就是讓大家關(guān)注到這12億人的狀況。

在開幕式上得知了“#WeThe15”后，山根部門經(jīng)理便開始思考：FSR研發(fā)團隊能為這個活動做出什么貢獻呢？經(jīng)過反復(fù)討論后，他們決定將奧運會時使用的“5號車”改成“15號車”并投入殘奧會使用，這便是當時的“15號車特別項目”。伊藤PP表示：“這個項目實在令人印象深刻，因為那會沒有一個人反對，這證明了我們團隊團結(jié)一心，共同致力于2020年東京奧運會與殘奧會。”

在奧運會上，F(xiàn)SR研發(fā)團隊的成員們喊出了“運動員優(yōu)先”的口號，始終“作為工程師”不斷改善FSR機器人的性能。但是在殘奧會上，他們以“一個‘人’的身份”而非工程師的身份，與運動員和殘奧精神產(chǎn)生共鳴，自然而然地決定貼近運動員的想法。

從“Nice To Have”到“Must To Have”

伊藤PP回憶說：“當初我們認為FSR的定位僅僅是‘Nice to Have’（有的話最好）?！笨紤]到賽場上不僅有比賽相關(guān)的人員，還有官方的計時員、測量員和電視臺的工作人員……為了拍下運動員們打破紀錄的瞬間并播放給觀眾們，官方需要在固定場所擺好計量儀和攝像機等，這些才是“Must to Have”(不可或缺）。FSR作為試驗階段的新型比賽用具，在進入賽場內(nèi)時不可以妨礙它們。

但另一方面，研發(fā)團隊還是希望能夠最大限度發(fā)揮FSR的作用，把投擲物盡快送回運動員手中。為了能夠保證這兩方面的平衡，連日來相關(guān)人員都會在比賽前手繪投擲物的回收路線，并和現(xiàn)場工作人員反復(fù)進行協(xié)商，最終證明了FSR是基于“運動員優(yōu)先”的理念存在的。

不知不覺間，F(xiàn)SR就成了和比賽工作人員一起入場和退場的伙伴。同時，在SNS和世界各地的媒體中，F(xiàn)SR也得到了“工作的樣子很可愛，充滿活力”“技術(shù)非常先進”等評價。

比賽結(jié)束后，工作人員對我們說：“真的非常感謝你們，如果沒有你們的FSR，我們可能早就累趴了?！庇纱丝梢?，研發(fā)團隊的想法和努力取得了成果，F(xiàn)SR成為了殘奧會的“Must To Have”。

上圖為殘奧會結(jié)束后全體工作人員的合影。得到工作人員的邀請，F(xiàn)SR也在照片里（圖片提供：2020年東京奧組委）

通過現(xiàn)地現(xiàn)物加深對“YOU視角”的理解

豐田在2020年東京奧運會中取得的成果并不限于通過實踐和實證鍛煉出來的技術(shù)。

成員們不僅學(xué)到了技術(shù)，還體會到了普通業(yè)務(wù)中難以體會到的“客戶視角”。而且如果這是硬性要求完成的業(yè)務(wù)，就容易讓人感覺到壓迫感，但是因為FSR項目是自愿報名原則的，所以自愿來到這個項目的成員們可以從中感受到更加深層次的東西。

接下來，F(xiàn)SR技術(shù)將會被應(yīng)用到TMEJ工廠內(nèi)的物流作業(yè)當中。山根部門經(jīng)理表示：“奧運會結(jié)束后，年輕成員們的想法發(fā)生了很大變化。我們每天都以在FSR中培養(yǎng)出來的、從客戶角度出發(fā)的思維進行研發(fā)工作?！毖邪l(fā)成員們在2020年東京奧運會中將“YOU視角”的重要性銘刻于心，而現(xiàn)在新一輪的挑戰(zhàn)已然擺在了他們眼前。

上圖為經(jīng)歷了2020年東京奧運會后的TMEJ年輕員工。他們開始重視“YOU視角”，在一線密切交流的同時推進研發(fā)工作