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末端无人配送赛道领跑者-Nuro专利探析

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2020年以来,新冠肺炎疫情在全球肆虐,尤其是今年的吉林、上海等地封控,尽管跑腿小哥拼命加班,仍然出现了物流不畅、抢菜难、买药难等民生问题。从药品、外卖到快递,“无接触式配送”的需求场景越来越多,旨在解决“最后一公里”末端配送问题的无人配送物流在一定程度上代替了人工,解决了配送中面临的人工短缺问题,同时避免了接触传染,因此成为传统物流向自动物流转型的关键技术。ALMDV(自动最后一公里配送车辆,Autonomous Last Mile Delivery Vehicle)的某些特点使它们成为前沿智能驾驶技术的一个出色的测试平台。


与自动驾驶的乘用车相比,ALMDV更小,通常有相对较低的行驶速度限制,这减少了事故发生的风险。由于车上没有人,算法通常专注于保护公共道路上的行人,免除了在紧急情况下是优先考虑乘客还是行人的决策困境。除了车辆本身的技术架构,如传感、定位和操作之外,它还提供了一个应用和示范车联网(V2X,Vechile-to-Everything)概念的好机会。
一.末端无人配送产业快速崛起
近年来,随着物流领域的发展和自动驾驶技术的推进,我国与无人配送相关的政策法规也得到了进一步的完善。2021年6月,《无人配送车管理实施细则》(试行版)在北京发布。这是无人配送车在国内第一次拿到合规上路身份。配套政策的出台,也使得原本就在风口的无人配送行业又向前迈进了一大步。
在末端无人配送赛道,国外最早开发无人配送车的是成立于2014年的英国创业公司Starship Technologies,类似的无人配送车还包括美国的Robby Technologies公司的Robby机器人、美国硅谷的初创公司Nuro推出的全自动无人配送车R2、日本初创公司ZMP发布的Carri Ro Delivery等。国内企业如京东、阿里、新石器、豪末智行、智行者、白犀牛、行深智能、蘑菇车联等多家公司也纷纷加入末端无人配送赛道。
阿里“小蛮驴”今年3月配送订单超过1000万,刷新国内末端无人配送纪录,618后无人车队又扩增到500辆,组成最大无人配送车队。新石器今年5月拉开了“安阳智造”工厂厂房建设序幕,7月底正式投产后,批量无人车将逐步研制下线并售往多地。毫末智行推出了中国首款面向商用市场的10万元级别末端物流自动配送车;行深智能无人配送车在90座城市286个站点落地运营,全国范围内累计配送包裹超120万单。
根据社会科学文献出版社、中国汽车工业协会等联合发布的《汽车工业蓝皮书:中国商用汽车产业发展报告(2022)》,自动驾驶末端配送小车将在未来五年内快速发展,到2025年,中国自动驾驶末端配送市场小车将达到6万辆。蔚来资本也预测,中国末端无人配送市场规模约达840亿。
末端无人配送市场呈现的巨大商机吸引了众多玩家加码布局,产业竞争逐渐加剧。作为末端无人配送领域的领跑者,美国Nuro公司在短短六年内创造了融资27亿美元、末端配送估值第一的奇迹,被称为最有价值的独角兽企业。
2020年2月,Nuro获得美国运输部(DOT)和美国国家公路安全局(NHTSA)的豁免,旗下的“无方向盘、无后视镜、无侧视镜”的完全无人驾驶物流配送车Nuro R2可以在公开道路上行驶。同年,Nuro 拿到了加州车管局颁发的自动驾驶路测许可。2022 年 1 月初,Nuro 推出了第三代纯电动无人驾驶配送车型。这款新车型由 Nuro 联合比亚迪北美公司发布,计划于 2023 年初投入量产。
二.Nuro的专利布局
Nuro作为高科技创新企业,一直是众多末端无人配送企业追随和模仿的对象。Nuro能够一直保持一枝独秀,秘籍不仅在于超强的技术创新能力,还在于其构建了强大的知识产权保护网,且看Nuro 是如何通过专利布局保持其竞争优势的。
图1示出了Nuro R2专利透视图,从图中可以看出,Nuro R2无人配送车在车体外观、定位导航、安全防护、货柜设计、软件平台等方面进行了全方位的专利保护。首先,作为无人驾驶车辆,Nuro R2拥有完备的车辆传感系统,包括激光雷达和摄像头等,使车辆在行驶过程中能够360度观察周围环境(参见US20220091255A1)。
Nuro R2依赖传感器结合精密算法控制车辆行驶,不设置踏板、方向盘和任何座椅,因此相对于其他配送车辆提供了更大的储物空间。为保证行驶安全性,最大限度保护行人的安全,Nuro R2配备外部安全气囊(参见US20220063551A1)、多种行人和道路检测装置(参见US10882488B2)和盲点检测装置(参见US20200150278A1);此外,还设计了快速减速装置,当感知到碰撞即将发生,并且确定制动系统不足以避免碰撞,则启动快速减速机构,让车辆快速停下来(参见US20210129806A1)。
在外观上,Nuro R2延续了仿F1 赛车头盔造型,正面造型将人类眼神交流的行为特点融入到前面板设计中,就像是一张笑脸,其外观设计非常具有辨识度,Nuro对其独特的外观设计申请了专利保护 (参见EU0084444750002)。
货柜设计也是Nuro R2的亮点之一,不仅设计了灵活可调的隔间(参见US11250489B2),货柜内还搭载温湿度控制器,为不同货物提供适宜温度(参见US11222378B2);为方便货物取放还设计了自动装卸货机构(参见US10864885B2);此外,货柜中还搭载了微波炉、咖啡机、烤箱等加工设备,可以在运送途中制备订单食品,保证了食品的新鲜度(参见CN110944880A)。
Nuro R2在软件设计方面尽量做到人性化,提供了便利的远程操控系统(参见US11176591B2)和交易平台(参见US11210726B2),个人还可以与车辆进行超宽带(UWB)交互,降低了接触感染概率(参见US20220055654A1)。


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图1 Nuro R2专利透视图
从公司成立之初,Nuro就非常注重专利保护,并且将目光投向全球的自动配送市场,专利布局地域非常广泛。图2显示了Nuro 专利在全球的分布情况。从图中可以看出,Nuro 除了重视美国本土的专利保护外,在中国、欧洲、加拿大、印度、日本、巴西等地也都布局了专利,显示了Nuro 占据全球主要发达国家和地区的决心。


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图2 Nuro 专利地域分布
图3显示了Nuro 的专利技术分布。从专利技术分布看,关于车辆的专利共有92项,关于货柜专利共有23项,软件方面共有10项。车辆专利重点在传感器布置及其功能的实现,例如雷达传感器、视觉传感器、位姿传感器等,对于定位、遥控、安全防护、导航、调度、通讯和充电也进行了专利保护。
在货柜方面,专利重点分布在货物存储和推送,其次是商品广告、消毒和加工。如何灵活利用货柜隔间,存储更多品类和数量的商品是Nuro 货柜设计的核心理念之一。在软件方面,专利布局重点围绕订单交易,方便、快捷、人性化是该软件的特点,同时,也有部分专利涉及交易安全和人机交互。


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图3   Nuro 专利技术分布
图4为Nuro专利申请趋势变化,从中可以洞察其研发方向的演进路线。2017年创立之初,Nuro专利主要集中在车辆的传感、定位以及交易软件。
2018年专利呈现快速增长,专利布局也更加全面,不仅在车辆安全防护、定位、调度、传感等方面进行改进,而且延伸到车辆导航、遥控、通讯等技术。这一阶段,着重对货柜的存储、输送机构进行改进;此外,对交易软件性能也做了进一步改进。这一年专利申请的快速增长,主要源于公司在2017年中期获得了9200万美元的A轮融资,研发投入大幅度增加;同时,也是为2018年推出自动配送车R1进行技术和专利储备。
2019年,专利申请数量有所下降,主要针对车辆传感系统、行驶控制和货柜存储功能进行改进。
2020年,研究重点仍然聚焦于车辆性能上,当年推出了第二代无人配送车R2。相比第一代车R1,R2更加注重安全防护、远程遥控和导航技术的提升。
2021年,Nuro在传感器控制方面致力于算法的升级,例如点云算法、图像质量增强算法、波束控制算法等,使车辆的智能化程度得到进一步提升。同时,还提出了货柜的自动消毒、饮料推送等新技术。2022年的专利尚未全面公开,从公开的专利来看,主要集中在车辆的外观设计,包括车辆整体外观和局部外观设计。
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图4 Nuro专利申请趋势变化
三.结论
在末端无人配送领域,国内初创企业中不乏一些佼佼者,如新石器、白犀牛等,各公司在提升技术的同时也在加紧专利布局,甚至在专利数量上远超国外竞争对手。然而,如何发挥专利丛林优势,围绕技术、产品、市场从不同角度、维度科学合理地构建专利围墙,Nuro可以说是一个很好的榜样。


国内企业在学习跟踪Nuro技术发展方向的同时,更应该注意其专利布局变化,借鉴其专利保护的经验,分析可能对行业发展形成的壁垒,从而制定有利于自身发展的研发方略和市场格局。


参考文献

透视Nuro.ai:六年长成独角兽,末端物流赛道估值第一,https://baijiahao.baidu.com/s?id=1723072392072456812&wfr=spider&for=pc

比亚迪携手美国科创公司Nuro 联合发布纯电动无人驾驶配送车

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1721822848127022856&wfr=spider&for=pc

独创外部安全气囊,Nuro将与比亚迪合作量产第三代纯电动无人驾驶配送车,https://www.sohu.com/a/516510391_122982

无人配送突围之路:Nuro 领跑、美团超车。https://www.ithome.com/0/550/524.htm

无人配送的千亿市场,爆发仍需三五年?

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1734327634773617140&wfr=spider&for=pc


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