How Does Amazon Go Work? Change the way you Shop!
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來源：RFID世界网 作者：徐永红
國際電商巨頭亞馬遜去年推出Amazon Go無人商店，其「即拿即走，免排隊」的超前購物體驗，一經發佈便廣受業界矚目，一時之間，無人商店儼然已成為全球零售業的一種新趨勢。
反觀中國市場，新零售勢頭正方興未艾，行業對新技術、新應用尤為飢渴，加上中國市場堪稱全球領先的行動支付態勢，一時之間，無人商店如雨後春筍般不斷湧現，筆者將全球九大無人商店方案，進行匯總整理，並對其所採用的技術，進行瞭解與解讀。
大名鼎鼎的Amazon Go
亞馬遜推出的Amazon Go，除了顧客無需結賬，即買即走，免去了顧客排隊的苦惱外，Amazon Go跟普通的零售店幾乎沒有區別，其商品擺設與普通零售店亦基本一致，主要銷售即食早餐、午餐和晚餐，以及每天新鮮的小點心。此外還包括麵包、牛奶、手工奶酪和本地製作的巧克力等。
Amazon Go的購物流程較為簡單，消費者在進入Amazon Go進行購物時，首先需要一個亞馬遜帳號，並在自己的智慧手機上，安裝亞馬遜的應用軟體，用戶打開手機，並進入商店後，在入口處會對顧客進行人臉辨識，確認用戶身份。
當消費者在貨架前停留，並選擇商品時，攝影機會捕捉並記錄，顧客拿起或放下的商品，同時，置於貨架上的攝影機會透過手勢辨識，判斷顧客是否將貨物置於購物籃，還是只是看看然後放回原處。
對於用戶購物資訊的統計，則是透過貨架上的紅外線感測器、壓力感應裝置(確認哪些商品被取走)，及荷載感測器(用於記錄哪些商品被放回原處)，用戶所採購的商品數據，會即時傳輸至 Amazon Go商店的資訊中樞，不會有任何延遲，顧客付賬時，直接離店就可，感測器會掃描並記錄下，消費者購買的商品，同時自動在消費者的賬戶上，結算出相應的金額。
Amazon Go最大的亮點，是顧客拿走或者放回物品的同時，用戶手機裡的系統(該系統與Amazon Go商店的資訊中樞，無延遲地，同步進行更新)會自動更新清單，然後用戶直接離開商店即可。
從技術上講，Amazon Go主要運用了機器視覺、深度學習算法和傳感器融合技術，這三項技術幾乎都是，當下最為熱門先進的技術了，筆者認為，這些先進技術的大規模實施，肯定會造價不菲，相信這也是當前Amazon Go沒有大規模應用的原因之一(Amazon Go原定於今年7月落地的計劃，因技術原因被延期)。
據悉，早在2013年、2014年，亞馬遜就提交了兩份核心專利，即「偵測物體互動和移動」(Detecting item interaction and movement)和「物品從置物設備上的轉移」(Transitioning items from the materials handling facility)，現在看來，正是這兩項專利技術促成了Amazon Go的誕生。
一般而言，如果從顧客的角度，來判斷購買行為，顯然會非常複雜，但從貨架的角度來看，就要簡單得多，此時的核心動作只有兩種，即拿走或放回，Amazon Go是如何做到的呢？
首先貨架前的攝影機，會採集用戶手在進入貨架平面前的圖像，當用戶手在貨架上拿上商品離開時，此時的圖像亦會被採集，然後將兩次採集的圖像進行對比，判斷出用戶是拿出貨物，還是放入貨物。
前述只探討了物品的拿出與放回，那麼如何判斷被拿出，或者放回的物品是什麼呢？對被拿走的商品，可分兩種情況，即物品處於原本所在的位置上，此時商品直接被標識於系統中，只需利用感測器，即可感知到該物品被拿走；
當商品與原本位置不一致時(透過圖像辨識該位置，與現有商品不一致時)，儘管Amazon Go系統會對錯放商品，進行圖片對比檢索(與數據庫內的圖片進行比較)辨識，但Amazon Go此時往往無法很好地對商品進行辨識，這是Amazon Go的一個BUG，當然出現這種情況時，Amazon Go會提醒工作人員，將商品放回正確的位置了。
最後，Amazon Go內的商品，是如何實現與人關聯的？這就需要依靠室內定位技術。Amazon Go定位依靠的是圖像分析，以及音頻來實現的，首先透過店內的攝影機，檢測用戶及其方位，同時商店貨架或者天花板內的多個音頻，根據各聲音時差，分析出用戶的位置，此外，用戶手機的GPS，以及WiFi信號，亦能協助定位的實現。
需要說明的是，Amazon Go目前定位上，存在一些技術問題，比如較多顧客擁擠在一個區域時，此時的圖像分析會對系統GPU形成高負荷，而其他定位技術，亦會因精度問題導致誤差，此時定位的可靠性會大打折扣，這也是後續Amazon需要持續解決的問題。
Amazon Go採用的機器視覺辨識、深度學習算法和傳感器融合等技術，都是目前最前沿的新興應用技術，Amazon在無人商店領域的技術累積可謂全球領先，但正是這些領先技術的加持，使得Amazon Go造價不菲(據業內專家透露，一個Amazon Go可能需要千萬美元級別的投入)，儘管如此，Amazon Go依然存在如前文所言的諸多缺陷亟待解決，因此，Amazon一再宣佈延遲Amazon Go的落地時間。
講到這裡，有人可能要問了，Amazon Go為什麼不採用RFID呢？這樣的話，Amazon Go的諸多BUG就被很好解決了，聰明如Amazon這般，不可能沒有想到過利用RFID技術，之所以沒有，Amazon肯定有自身的戰略考量，個中緣由，恐怕得去問傑夫·貝佐斯了。
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| 任小楓 |
順便八卦一下，目前，Amazon Go 的項目負責人任小楓已從Amazon離職，加盟阿里巴巴在西雅圖的分部，擔任iDST首席科學家和副院長，英雄所見略同，阿里巴巴顯然也在加大在無人商店領域的佈局力度!
阿里淘咖啡
說到了亞馬遜，阿里巴巴恐怕也不得不提及了。作為阿里實驗室籌劃已久的「無人零售計劃」中的第一個應用場景，「淘咖啡」將在7月初的第二屆淘寶造物節上亮相，「淘咖啡」是一個佔地200平方的線下實體店樣板，集商品購物、餐飲於一體。
下面不妨來看看「淘咖啡」的購物過程是怎樣的。
消費者進入淘咖啡的整個購物過程，大致分為三個步驟，首先是進店，用戶首次進店需打開「手機淘寶app」，掃碼獲得電子入場碼，同時簽署數據使用、隱私保護聲明、支付寶代扣協議等條款，顧客將手機放在認證閘機上方，以通過驗證即可開始購物，之後全程無需再掏手機;
接著是選購，用戶可在店內拿起任何一件或者多件商品，或者在餐飲區點餐，這個過程與日常的購物並無二致;
最後是支付，支付的過程是透過一道結算門完成的，離店前，用戶必須經過這道結算門。結算門由兩道門組成，當第一道門感應到用戶的離店需求時，它便會自動開啓，用戶走出這道門後，系統會自動對顧客所買的貨物，進行辨識與結算，結算完成後，會有語音提示顧客，此次購物所花金額，隨即第二道門便會自動打開，顧客離店。
阿里的這套無人零售技術，主要涉及三大核心技術，即生物特徵自主感知和學習系統、結算意圖辨識和交易系統，及目標檢測與追蹤系統。
生物特徵自主感知和學習系統，主要解決在開放空間裡，對消費者身份的辨識問題，將顧客的生物特徵與淘寶ID，進行綁定，以實現對顧客的身份確認。
對商品的辨識是如何實現的？主要依賴結算意圖辨識和交易系統來完成，如前文所言的結算門，它是由兩道門組成，對商品的辨識過程，就是在這兩道門之間完成的，阿里的這套系統究竟是透過RFID技術，還是機器視覺辨識，來完成對商品辨識的，目前還不能十分確定，筆者以為機器視覺辨識的可能性更大一些。
目標檢測與追蹤系統，則主要是追蹤消費者，在店內的行為及運動軌跡，該功能主要依賴多路監控攝影機。透過捕捉消費者的行為，判斷其對特定商品的態度，或透過對諸多消費者在店內的運動軌跡、或在特定貨架前的停留時間，來指導商家調整貨品的陳列方式等。
會不會覺得阿里的淘咖啡與Amazon Go非常相似？確實如此，Amazon Go的研發負責人任小楓，目前已帶領團隊加入阿里，與Amazon Go相似也就不難理解了。
但淘咖啡與Amazon Go最大的不同，體現在結算技術上，前者的結算是在一個特定區域，即結算門中完成對商品的辨識與結算(同時完成了對顧客身份的辨識)，後者則在貨架上即對商品進行辨識，這就更容易出現張冠李戴問題(更多詳情見本文Amazon Go部分的介紹)，因此，淘咖啡在一定程度上，可算是Amazon Go的一個改進版。
Take go
近日，娃哈哈早期創始人宗澤後，對外宣佈與深蘭科技達成策略合作，簽下了三年10萬台無人商店，預計總金額高達近百億人民幣，並計劃在未來十年間，擴大到百萬台的規模，此事在零售界引起廣泛關注。
那麼深蘭科技是何方神聖？其正是Take go無人商店的研發企業。早在今年2月份，阿里系下的芝麻信用，便與深蘭合作推出快貓無人值守智慧門市店，和「拿了就走，免現場結算」的 Take go信用結算系統，本次再與哇哈哈合作，說明深蘭科技在無人智慧零售店領域的技術，已得到認可。
Take go系統之所以能實現「拿了就走」，主要應用了卷積神經網路、Deep learning深度學習、機器視覺、生物辨識、生物支付等人工智慧領域先進技術，這其中涉及兩個關鍵的技術，一個是生物辨識技術，從Take go的應用場景影片中可以看到，顧客進入Take go 無人店，需要手掌按在生物辨識讀寫器上，這個辨識器不是掌紋或者指紋辨識器，應該是靜脈辨識器，靜脈辨識技術要比指紋辨識精確很多，也更大程度地避免了被冒用的可能性，很好地確保了用戶資金的安全性。
另外一個關鍵技術，是基於深度學習(Deep learning)的卷積神經網路技術，該技術主要用於對整個無人零售店內，物品的監測、辨識與跟蹤。其中，對商品的辨識是透過機器學習，然後對圖像進行辨識，也就是說每次商店進貨新品類時，都需要對該商品進行機器學習，將該商品的一些特徵數據資訊，記錄到數據庫中，然後圖像辨識系統依據特徵數據訊息，對該商品進行辨識。
當顧客走進Take go無人零售門市店，並拿起商品時，不管商品的位置是在顧客手上、懷中、口袋還是背包內，系統都能監測與辨識，顧客離開商店時，會收到對應的賬單，並被系統自動扣款。
Take Go還有人店對話系統，透過定向聲源原理和算法，Take Go零售店還可以向顧客，進行一對一語音產品推薦，根據顧客之前的購買記錄判斷出其喜好、偏向，向其推薦類似商品。
Take Go還有人店對話系統，透過定向聲源原理和算法，Take Go零售店還可以向顧客，進行一對一語音產品推薦，根據顧客之前的購買記錄判斷出其喜好、偏向，向其推薦類似商品。
從中國開始到未來，Teke Go智能無人零售的解決方案
從Take Go的宣傳影片來看，似乎比Amazon Go還要先進，筆者嘗試與深蘭科技方聯繫，以向其瞭解更多的技術細節，截止目前未有回應。
Take go似乎同樣也沒有採用RFID技術，可以肯定的是，官方宣稱的基於深度學習(Deep learning)的卷積神經網路技術，可能是一系列技術的融合，相信其包含了影像/圖像辨識技術、定位技術等。
同時筆者有理由，對 Take go 的防盜技術感到憂慮，儘管顧客進店需要進行靜脈辨識，但當門處於開啓狀態時，倘若顧客直接進入並拿走商品，這個過程不會有任何阻礙，同時這類無人零售店的 SKU肯定不會很多。
繽果盒子
歐尚、大潤發相繼在上海推出無人零售商店繽果盒子，一時之間，繽果盒子儼然成了零售業界的「超級網紅」，其背後的研發公司中山市賓哥網絡科技有限公司，亦受到業界廣泛關注。
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| 入口 |
繽果盒子的購物流程較為簡單，首先顧客進入商店，需要掃描二維碼，目前只支持微信掃描，暫不支持支付寶，如果微信沒有實名認證，同樣無法進入。
用戶在商店內選好商品後，需將商品整齊放置於收銀台檢測區，然後，檢測台邊上的顯示螢幕，會自動顯示一個收費二維碼，用戶可以利用微信或者支付寶，掃描二維碼即可完成付賬，然後離店即可。
用戶在商店內選好商品後，需將商品整齊放置於收銀台檢測區，然後，檢測台邊上的顯示螢幕，會自動顯示一個收費二維碼，用戶可以利用微信或者支付寶，掃描二維碼即可完成付賬，然後離店即可。
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收銀台
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就購物體驗而言，繽果盒子顯然無法做到像Amazon Go、take go及淘咖啡那樣「即拿即走」的購物體驗，它採用的技術相對簡單，但可靠。
繽果盒子主要採用了RFID技術、人臉辨識技術等。店內商品包裝上皆貼有RFID標籤，這就避免了像Amazon Go、 Take go 那樣需要進行複雜的圖像辨識過程，內置的全視角影像監控，可有效震懾顧客在店內的作弊行為(比如破壞商品、撕毀RFID標籤等)，當然，一旦出現作弊行為，系統會自動報警，相關人員，會及時趕到現場處理。
繽果盒子主要採用了RFID技術、人臉辨識技術等。店內商品包裝上皆貼有RFID標籤，這就避免了像Amazon Go、 Take go 那樣需要進行複雜的圖像辨識過程，內置的全視角影像監控，可有效震懾顧客在店內的作弊行為(比如破壞商品、撕毀RFID標籤等)，當然，一旦出現作弊行為，系統會自動報警，相關人員，會及時趕到現場處理。
繽果盒子購物體驗不及前三者，相對傳統便利店，繽果盒子的優勢是減輕了對人的依賴，提升管理效率。
據官方介紹，4個人可完成40個盒子的管理(盒子最大的SKU為800)，這個相對優勢在Amazon Go及 Take go 未被大規模普及前，有其存在的合理性與必要性。
當然繽果盒子也有其不足，比如一旦有顧客作弊，在相關工作人員趕來前的這段時間，作弊者有足夠的時間離開，這也是目前繽果盒子，多數被安置在封閉的中高端小區的原因了。
據官方介紹，4個人可完成40個盒子的管理(盒子最大的SKU為800)，這個相對優勢在Amazon Go及 Take go 未被大規模普及前，有其存在的合理性與必要性。
當然繽果盒子也有其不足，比如一旦有顧客作弊，在相關工作人員趕來前的這段時間，作弊者有足夠的時間離開，這也是目前繽果盒子，多數被安置在封閉的中高端小區的原因了。
便利蜂
便利蜂之所以備受業界關注，很大程度上歸功於其幾位創始人：從7-11北京大區經理職位離職，並創建鄰家便利店的前董事長王紫，及去哪兒網的創始人莊辰超。
便利蜂的自助購物與繽果盒子相似，流程稍有不同。其入口是便利蜂app或微信內的便利蜂小程序，透過app或者小程序掃描二維碼，接下來是連接門店WiFi/掃描門店二維碼，手機掃描商品二維碼(自助模式下最多支持9件商品)，然後線上利用支付寶或者微信支付，後續還需掃描支付憑證，經確認後即可離開。
由介紹可知，便利蜂無人店比繽果盒子的技術含量還要低些，基本上與目前常規超市的差別並不大，對商品的辨識是透過二維碼進行的，而非繽果盒子所採用的RFID。
相對而言，便利蜂無人店的購物過程，已經較為繁瑣了，其優勢可能更多是體現在通路及供應鏈上面。
Wheelys
來自瑞典的初創公司Wheelys，在上海開設了一家無人零售商店，該商店主要由應用程序控制，首先，顧客需要在智慧手機上，安裝一個允許訪問該無人商店的應用，進入商店後，顧客只需要掃描想要購買貨物的條形碼，離店時可以使用信用卡支付。
該無人商店由 AI 控制——稱為「Hol」的全像商店助理，可幫助客戶進行購買，或提供使用服務的說明。此外，無人店的屋頂還配備了 4 台無人機，顧客可通過app訂購，無人機就會帶著商品送至你家(跟京東正在嘗試的送貨方式相當，但這個功能仍在測試中)。
防盜防損方面，該門市店主要採用攝影機監控，加入店進行身份驗證，此外還有Wheelys公司的一些專利授權技術的加入，Wheelys公司的盈利大頭，很可能就是向第三方零售商授權該技術，至於具體是何種技術，Wheelys公司並沒有透露更加詳細的資訊。
Wheelys公司的這套無人商店技術，同樣處於測試階段，Wheelys公司對一系列核心技術的遮遮掩掩，一定程度上也透露出該技術，似乎並無太多亮點，能不能在中國大範圍推廣尚未可知，況且中國已有這麼多的無人商店競爭者了。
羅森無人商店
全球第二大便利店連鎖機構羅森，即將在中國推出無人零售店，目前，該無人零售店尚處於內測階段。
羅森無人零售店主要有三個入口，即火星兔子app、微信公眾號，及羅森點點app，用戶透過上述入口進入後，系統會自動定位到顧客當前所在的門店，顧客透過掃描所選商品的二維碼後，將商品加入到購物車內，確認所選的商品後，系統會自動進入支付頁面，此時介面會自動顯示商品的促銷價和會員價，然後用戶可選擇支付寶或者微信進行支付，支付後每個顧客會有一個聚合碼，將聚合碼給工作人員掃描後即可離店。
可見，該套無人系統與前述的便利蜂有相似的地方，便利蜂最多一次可購買九件物品，但羅森的這套系統一次只能購買五件。
羅森的這套系統，嚴格來說還算不上是無人零售，它只是將原本需要工作人員來完成的掃描與結賬流程，下放到顧客自己來進行，同時在購物的最後環節，還需要工作人員的參與才行，但它又比傳統的流程稍微先進了一步，並且整套系統的升級造價並不高，還是一個不錯的嘗試了。
據悉，羅森(Lawson)和松下電器公司合作，正在日本本土進行更為先進的無人商店試驗，其特色是發明一個特別功能的購物籃，顧客只要將物品放進籃內，裡面的掃描器就會自動閱讀物品上的電子標籤，結賬時，只要將籃子放在自動化櫃台上，籃裡的貨品，就會自動滑入塑膠袋，可為顧客節省裝東西的時間，更為詳細的技術介紹，合作雙方尚未透露，但可以肯定的是，RFID標籤在這套系統中扮演了重要角色。
7-11
既然談到了羅森，7-11當然也要提及一下了。作為全球最大的便利店連鎖機構，7-11同樣展開了自己在無人零售方面的佈局，該無人商店大致的流程是，首先顧客要綁定自己的信用卡或者銀行卡，進入無人店後，只需將所購商品裝進購物筐，然後將其放到專用的機器收銀台上，就可瞬間完成結賬。
可見，7-11的無人零售方案與羅森在日本的解決方案頗為相似，7-11的無人零售方案相信也引入了RFID標籤技術，據7-11相關人士透露，如果該技術方案成熟的話，被全球的7-11便利店推廣應用也是可能的。
可見，7-11的無人零售方案與羅森在日本的解決方案頗為相似，7-11的無人零售方案相信也引入了RFID標籤技術，據7-11相關人士透露，如果該技術方案成熟的話，被全球的7-11便利店推廣應用也是可能的。
7-11在技術及理念上，一直頗具遠見且較為激進，這點在無人機的商業應用中可見一斑。據悉，7-11與Flirtey無人機公司合作，在內華達州雷諾市已成功完成了77次無人機商業遞送服務，這甚至是像亞馬遜與谷歌，這些技術巨頭都尚未做到，相信在無人零售店領域，7-11同樣也會有自己獨特的黑科技。
整體而言，像7-11、羅森這樣的國際巨頭，在無人零售店領域的佈局並不激進，這恐怕與其根深蒂固的傳統企業基因，有較大的關係，技術不是他們的強項，像亞馬遜、阿里巴巴這樣有互聯網血統的企業，則相對激進些，不管怎樣，技術在下一輪的零售行業較量中，將扮演重要角色。
小e微店
號稱企業員工「身邊的便利店」的小e微店，目前，其主要分布在高端辦公樓、科技園區等區域，其入口主要是官方app、微信公眾號及微信小程序，用戶透過上述入口，掃描門市店二維碼進入無人店，與此同時，實際上也完成了門市店的定位，用戶選好商品後，用手機掃描商品的二維碼，進行結算支付，然後離開。
筆者在與小e微店方溝通時，對方透露目前只支持微信支付，未來是否會支持支付寶尚不確定。小e微店與便利蜂一樣，都採用了低成本的二維碼解決方案，二者的購物流程也有頗為相似。
顯然，無人商店已成為全球零售業的新風口，甚至可說是全球零售業一個新的戰略高地，誰能夠在第一時間佔據，無疑會具備先發優勢，這也是目前像亞馬遜、阿里巴巴這些巨頭涉足的最大原因，但它距真正全面落地尚需時日，技術是其最大的瓶頸!
總結：
目前無人商店在技術上大致可分為三個流派，Amazon Go、淘咖啡及Take go 可劃為一個流派，三者用的都是目前大熱的先進技術，比如機器視覺、深度學習算法、感測器融合技術、卷積神經網路、生物辨識等，三者似乎都不約而同地，沒有採用RFID技術，這點頗值得深思。
目前無人商店在技術上大致可分為三個流派，Amazon Go、淘咖啡及Take go 可劃為一個流派，三者用的都是目前大熱的先進技術，比如機器視覺、深度學習算法、感測器融合技術、卷積神經網路、生物辨識等，三者似乎都不約而同地，沒有採用RFID技術，這點頗值得深思。
第二個流派則主要是指繽果盒子、7-11、羅森日本無人店，這幾家主要利用了RFID標籤技術，RFID在對貨物的辨識與防盜上更具優勢，該方案由來已久，技術上也較為成熟了;
第三個流派則是像便利蜂、小e微店等，主要是利用二維碼來完成對貨物的辨識，優勢是成本低，與傳統零售較為接近。
目前來看，所有的無人商店皆存在諸多缺陷，應該說Amazon Go、淘咖啡所提倡的「拿了就走」的購物體驗，才是理想的無人零售，但其所採用的一系列先進技術的可靠性與穩定性，目前尚無法保證，像Amazon Go對錯位商品的辨識、商店人流量大時的身份確認等，都亟待技術的再發展；
像第二及第三流派所言的無人零售，特別是第三流派，與傳統的零售存在較多相似處，但減少了人的參與度，提升了效率，別小看這一點點改進，在Amazon Go尚未落地前的這段技術空擋期，它們一旦規模應用，其創造的效益同樣會非常驚人!
像第二及第三流派所言的無人零售，特別是第三流派，與傳統的零售存在較多相似處，但減少了人的參與度，提升了效率，別小看這一點點改進，在Amazon Go尚未落地前的這段技術空擋期，它們一旦規模應用，其創造的效益同樣會非常驚人!
1 comments:
很詳細的文章！竟然沒人讚好
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