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寒冬降临，距离2021年也只剩下1个多月的时间了。要问这一年中最精彩的事情是什么，我想无论是全世界的人还是丰田汽车，都会给出“夏季举办的2020年东京奥运会与残奥会”这一答案。
丰田作为奥林匹克和残奥会的全球合作伙伴，除了为2020年东京奥运会提供车辆方面支持以外，还引入了各种各样的机器人。ToyotaTimes将用三期特辑的篇幅来介绍项目组成员们付出的努力。诚然，他们不似那些运动员们可以直接在赛场上一展身手，但他们做出的幕后贡献绝对不容忽视。
在本次特辑的第1期中，我们采访到了自主行驶机器人“FSR”的研发团队，他们的研发成果为奥运会、残奥会中的投掷比赛以及七人制橄榄球比赛提供了很大帮助。
©️ Getty 2021
FSR是Field Support Robot的缩写，它是一种在田径投掷项目中帮忙回收和搬运链球、标枪、铁饼等投掷物的自主行驶机器人。
FSR的研发目标大致有二。其一是为了让运动员能够更加专注于比赛，它要以最快的速度把投掷出去的东西运回运动员身边。其二是减少比赛工作人员需要走的距离，即减少他们的劳动量。
（上图）2020年东京奥运会期间，以e-Palette和JPN TAXI为主题的7辆FSR正在行驶。之所以选择它们，是因为考虑到其通用化设计可以作为“Mobility for All”的象征（下图）在投掷比赛中关于FSR的作用介绍
例如掷链球时，男子使用的链球重量为7.26kg，而在2016年里约热内卢奥运会之前，扔出去的链球只能通过工作人员人工搬运回遥控模型车，再利用遥控模型车将球带回投掷位置。有时候从球的落地位置到界外区能有60米的距离，而且运动员每掷球一次，都会重复一遍这样的搬运流程。要知道，日本的夏天本就非常炎热，再加上人们得戴着口罩，这种作业对工作人员来说负担非常大。
另外，在进行投掷项目时，选手的旁边会准备好几个投掷物。在外行人看来，这些投掷物之间并无区别，但其实每位选手都有各自合手的那一个投掷物，因此多数情况下他们在投完一次后会等待之前投出的投掷物送回到手上再进行下一次投掷。比赛开始前的练习时间是30分钟，因此FSR的工作效率能够决定运动员的练习次数。在规定时间内尽可能地增加练习次数就是对选手最大的支持和帮助。
如果说为工作人员减少压力、为运动员增加练习次数就是最好的“运动员优先”，那么我们的首选应该就是能够跟随工作人员的脚步前进、以不妨碍比赛的最短路径自主行驶的车辆。
工作人员将投掷物装好后启动感应器，车辆就会自动驶回投掷位置。在奥运会延期前原本是通过按按钮让装置启动的，但为了支持防疫工作，就改为了非接触式的感应器启动©️Getty 2021
综上，FSR可以代替工作人员搬运投掷物。此外，其自主行驶功能也得到了活用：在七人制橄榄球比赛中，FSR负责在开球前将球安放在场地中央。
到达场地中央后，利用“机关”使球落入中心位置，这一过程不消耗电力©️Getty 2021
2020年东京奥运会期间，有435名运动员参加了投掷比赛，期间举办了共计58场七人制橄榄球比赛，这其中都有FSR忙碌的身影。这是第一次自主行驶机器人与比赛相关人员一起在赛场上行动的奥运会。
2018年4月，该项目正式启动。在来自奥运残奥部的伊藤Professional Partner（PP）的号召下，项目组开始在公司内部招募有志之士。
2015年时，丰田决定到2024年巴黎奥运会之前都担任奥运会、残奥会的国际合作伙伴，并成立了奥运残奥部，负责在2020年东京奥运会期间策划丰田的活动。
该部成立的同时，伊藤PP就开始负责研究如何活用机器人来进行支援工作。2016年里约奥运会举办时，伊藤PP看到当时投掷比赛的场地上有许多遥控车来来回回忙碌，他便立志道：“我希望四年后，有着丰田标志的辅助车可以在场地上行驶。当然，我们要活用好丰田的机器人技术，而不是通过遥控来操控”。
自那之后，虽然丰田与公司内外掌握机器人技术的人员进行了协商，但由于大家都有其他的机器人研发工作需要处理，所以很难召集齐成员。因此在2018年4月，丰田决定从公司内部招募有志之士组成自己的FSR团队。
上图为“FSR”项目的核心成员。从左开始分别是东日本丰田汽车股份公司的山根五月部门经理、丰田CV总部的桑原健主管、奥运残奥部的伊藤太PP、样品试验研发部的西村伸主管
该项目启动3个月后敲定了核心成员，成立了FSR研发团队。但是，这些人都是机器人方面的外行，尽管他们立刻开了技术讨论会，还基于工厂的自动搬运车技术开始了研发工作，但不久后他们就发现：赛场不同于那种有记号和既定路线的工厂，它的面积非常大，在上面很难有效利用丰田已有的技术。在这种情况下，项目组成员们决定向公司外部公开征求意见和建议。
来自东日本丰田汽车股份公司（以下简称TMEJ）机器人及AI研发部的山根部门经理提出了活用AI技术的方案。为了能安全准确地在范围很广的场地上行驶，在AI技术的领域必须实现相机识别、绕过目标物体、识别自身位置信息以及紧急停车这些技术。在以山根部门经理为中心的TMEJ成员的共同努力下，2019年4月，也就项目启动后的一年，试验车的行驶实证试验开始了。
当时制造出来的模型车与最终在2020年东京奥运会上呈现的模型车相比速度较慢，动作也不够利落，就像是孩童蹒跚学步，勉强可以跟在比赛工作人员后面回收投掷物并返回。
最开始的FSR
受到新冠疫情的影响，奥运会延期举办，自那以后大概两年的时间里，FSR团队在日本全国范围内的投掷比赛赛场反复进行相关技术的改善。这些既不了解投掷比赛也不懂机器人的成员们抱着“先了解现场”的想法，前前后后进行了11次实证试验。
在2019年年中举行的体育比赛中进行实证试验时发生了一件事，这件事让来自CV总部的FSR项目负责人桑原主管表示“给了我们很大的启发”。
当时有一位视觉存在障碍的运动员表示“车辆行驶的声音很吓人”。那个声音其实是发动机工作时发出的，与遥控车的音量相比确实大许多。研发人员之前并没有意识到这个问题，可是有视觉障碍的人如果听到平时在赛场上没听过的、不知道来源的声音，只会感到恐惧，这个声音还会妨碍他们集中注意力。
不仅是安全行驶，团队还应该注重更加人性化的设计，让运动员以及所有相关人员都能安心。于是他们立即从头开始修改齿轮设计，通过增加吸音材料等方式降低行车时发出的声音，结果成功降低了大约10%的音量。
从那之后团队成员秉承“运动员优先”的想法，不断进行改善。为了能在各种天气中保证比赛的正常进行，他们进行了防水与耐热方面的实验。除此之外，成员们还会考虑减少车辆给比赛场地上的草坪带来的损伤、为了不破坏运动员的比赛环境而改善轮胎和车辆行驶方面的控制等等。
FSR经过反复改善后，以绝佳状态在奥运会上完美完成了自己的任务。值得注意的是，在之后的残奥会上，FSR做出的关于“运动员优先”的判断与之前奥运会时的判断有所不同。
之所以会如此，是因为残奥会投掷项目中有一条特殊的规则，那就是投掷前只有4分钟练习时间。运动员需要先在座位上调整好身体然后再进行投掷，调整和试掷都必须在4分钟内完成。因此，尽快完成在座位上的调整，就能获得更加充足的练习时间，反之如果在调整上花费过多时间，练习时间就会减少，甚至还会影响到正式投掷的次数，比赛规则非常严格。由于日本参加残奥会中此类比赛的选手较少，所以团队成员难以通过实证试验掌握具体情况。
其实最简单的方式就是直接帮助选手调整好坐姿，但这么做就会违反比赛规则。那这种情况下我们能做什么呢？我想就是尽快把掷出去的投掷物拿来还给他。比如在选手只投了20m的情况下，裁判帮忙回收比靠FSR回收更快。但是这么一来或许违背了我们的第二个目标，即“为工作人员减少压力”，我们和裁判就“运动员优先”的想法进行了讨论，最终决定不用FSR。
费尽团队成员们心血制造出来的FSR将不被启用，这很可能招致团队成员们的异议，但没想到最终没有一个人反对。
另外值得一提的是，残奥会上还秘密进行着一项运动。
在残奥会开幕式上，我们向全世界宣传了“#WeThe15”的概念。关于这个，我们在之前的ToyotaTimes演播厅中也介绍过，这是一项全球性的人权运动。要知道这个世界上的残疾人群体占世界人口的15%，“#WeThe15”的目的就是让大家关注到这12亿人的状况。
在开幕式上得知了“#WeThe15”后，山根部门经理便开始思考：FSR研发团队能为这个活动做出什么贡献呢？经过反复讨论后，他们决定将奥运会时使用的“5号车”改成“15号车”并投入残奥会使用，这便是当时的“15号车特别项目”。伊藤PP表示：“这个项目实在令人印象深刻，因为那会没有一个人反对，这证明了我们团队团结一心，共同致力于2020年东京奥运会与残奥会。”
在奥运会上，FSR研发团队的成员们喊出了“运动员优先”的口号，始终“作为工程师”不断改善FSR机器人的性能。但是在残奥会上，他们以“一个‘人’的身份”而非工程师的身份，与运动员和残奥精神产生共鸣，自然而然地决定贴近运动员的想法。
伊藤PP回忆说：“当初我们认为FSR的定位仅仅是‘Nice to Have’（有的话最好）。”考虑到赛场上不仅有比赛相关的人员，还有官方的计时员、测量员和电视台的工作人员……为了拍下运动员们打破纪录的瞬间并播放给观众们，官方需要在固定场所摆好计量仪和摄像机等，这些才是“Must to Have”(不可或缺）。FSR作为试验阶段的新型比赛用具，在进入赛场内时不可以妨碍它们。
但另一方面，研发团队还是希望能够最大限度发挥FSR的作用，把投掷物尽快送回运动员手中。为了能够保证这两方面的平衡，连日来相关人员都会在比赛前手绘投掷物的回收路线，并和现场工作人员反复进行协商，最终证明了FSR是基于“运动员优先”的理念存在的。
不知不觉间，FSR就成了和比赛工作人员一起入场和退场的伙伴。同时，在SNS和世界各地的媒体中，FSR也得到了“工作的样子很可爱，充满活力”“技术非常先进”等评价。
在残奥会上，世界纪录不断被刷新。有几天比赛还提早结束了，这一方面是因为比赛本身进行得非常顺利，另一方面也是得益于FSR在最佳回收路线上顺利完成任务。当时，比赛工作人员对我们说:“今天对FSR来说，也算是创下了世界纪录”。听到他们这么说，我们非常高兴，因为通过这件事我们真切地感受到FSR成员们俨然成为了比赛工作人员中的一部分。
比赛结束后，工作人员对我们说：“真的非常感谢你们，如果没有你们的FSR，我们可能早就累趴了。”由此可见，研发团队的想法和努力取得了成果，FSR成为了残奥会的“Must To Have”。
上图为残奥会结束后全体工作人员的合影。得到工作人员的邀请，FSR也在照片里（图片提供：2020年东京奥组委）
丰田在2020年东京奥运会中取得的成果并不限于通过实践和实证锻炼出来的技术。
包括我在内，我们全体FSR项目组的成员都认为，“YOU视角”这个词的分量在奥运前后是完全不同的。我们丰田汽车经常说“客户视角”，但我们的技术研发人员在平时的工作中却很少有机会能与客户面对面交谈。在FSR项目中，因为大家不了解客户的需求，所以首先要前往现场，从了解现场开始，不断听取作为客户的运动员、比赛工作人员等所有人员的意见，我认为这个项目真正做到了站在“客户视角”。
成员们不仅学到了技术，还体会到了普通业务中难以体会到的“客户视角”。而且如果这是硬性要求完成的业务，就容易让人感觉到压迫感，但是因为FSR项目是自愿报名原则的，所以自愿来到这个项目的成员们可以从中感受到更加深层次的东西。
接下来，FSR技术将会被应用到TMEJ工厂内的物流作业当中。山根部门经理表示：“奥运会结束后，年轻成员们的想法发生了很大变化。我们每天都以在FSR中培养出来的、从客户角度出发的思维进行研发工作。”研发成员们在2020年东京奥运会中将“YOU视角”的重要性铭刻于心，而现在新一轮的挑战已然摆在了他们眼前。
上图为经历了2020年东京奥运会后的TMEJ年轻员工。他们开始重视“YOU视角”，在一线密切交流的同时推进研发工作。
