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揭秘亚马逊最雄心勃勃研究项目 7年时间投入巨资打造无人便利店

2019-07-24

划重点

亚马逊及其创始人贝索斯花了七年时间和数亿美元来打造无人便利店,使其成为该公司最雄心勃勃的研究项目,它会获得丰厚回报吗?

现实世界中的大多数便利店已经经营得相当不错,唯有排队结账模式效率低下,浪费了顾客大量时间。亚马逊项目的最大卖点就是无需排队,顾客挑选好商品可直接离店。

亚马逊无人便利店中使用计算机视觉技术,利用摄像头和计算机凭借视觉外观来识别物品,而不需要任何特殊的跟踪芯片或代码。

对于不确定顾客是否购买商品的所谓的“低信任度事件”,亚马逊有专门的人类团队负责审查,以确保向顾客收取了正确费用。

【编者按】早在2012年接受采访时,亚马逊首席执行官杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)就曾表示出对开设实体零售店的浓厚兴趣。他当时希望能找到与传统零售截然不同的创意,而不是简单地通过扩大规模与其他对手出售相似的产品。为此,亚马逊推出了一个绝密项目,希望能够彻底改变便利店模式。经过长达七年、数亿美元的投资,亚马逊的无人便利店Amazon Go终于出现在世人面前,到目前为止已经在芝加哥、纽约、旧金山和西雅图开设了14家,并计划在未来几年继续快速扩张,直到最终像星巴克那样无处不在。那么,亚马逊的努力和付出最后能够获得丰厚回报吗?

以下为文章正文:

2015年秋季,亚马逊负责一个绝密项目的高管邀请该公司首席执行官杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)对他们的工作进行评估,该项目旨在彻底改变线下零售模式。他们在西雅图南部租了仓库,并将其一楼的一部分改造成了占地面积接近1400平方米的模拟超市,里面有胶合板墙壁、货架以及旋转门,旨在测试购物者走进来时扫描他们智能手机的技术。

贝索斯及其助手假装购物,把购物车推到堆满罐头食品、塑料水果和蔬菜的过道上。有些专柜里,亚马逊的员工假扮成咖啡师、屠夫和奶酪商接受订单,并在贝索斯想象中的账单上添加商品。之后,据一位在场人士透露,贝索斯召集了项目高管,并告诉他们,虽然他们都做得非常出色,但体验却让人有种“脱节”的感觉。

顾客们将不得不等待肉类、海鲜和水果被称重,并被添加到他们的账单上。在普通便利店,这种现象无可非议,但亚马逊便利店的主要卖点应该是让顾客无需浪费时间以排队结账。贝索斯要求该团队的人丢掉肉和奶酪,专注于消除排队结账和收银员。一名员工回忆称:“这是亚马逊最喜欢做的事情之一,让我们改变一切!”

利用算法打造奇迹便利店

近四年后,在美国芝加哥、纽约、旧金山和西雅图共有14家亚马逊无人便利店Amazon Go开业。它们的规模约是原来模拟超市的四分之一,位于市中心的办公区,提供少量的三明治、套餐以及苏打水、果酱和薯片等便利店常见商品。正如贝索斯所希望的那样,这里没有收银员。

当顾客在入口处通过手机上的特殊应用程序进行扫描后,他们就可以拿起需要购买的商品走出去,而亚马逊则会神奇地通过他们的信用卡收费。许多人称,该公司打算在未来几个月和几年内开设更多这样的无人便利店。

从技术角度来看,亚马逊的无人便利店可以用“奇迹”来形容,它们简洁地展示了亚马逊投入大量资源,将最先进的人工智能(AI)应用于解决日常问题的能力。与此同时,它们也证明了该公司为了使用技术而追求技术的倾向,进而促使能够提供7-11所有商品的无人便利店诞生,只是它更加复杂,成本也更高。

天花板上悬挂着数十个指向各个角度的摄像头,以追踪购物者在货架间的廊道中走动的情况,而货架上嵌入的精密天平则将产品按照精确到克的重量列表,以确定哪些产品已经被取走。

在幕后,复杂的图像识别算法决定了谁拿走了什么,而亚马逊的员工在办公室里可以查看视频,以确保对购物者进行准确的收费。每家便利店都有当地工作人员帮助人们下载专门的应用程序,并向货架上补货,在酒类专区这样的地方,员工还要负责检查身份证。

所有这些工作都值得吗?毕竟,似乎除了午餐时间的高峰期外,许多亚马逊无人便利店平时几乎空无一人。熟悉亚马逊内部测试的员工表示,尤其是芝加哥的便利店没有达到预期效果,该公司不得不求助于抽奖、赠送手包和其他品牌产品的方式促销。

然而,正如该项目动荡的历史所表明的那样,亚马逊无人便利店与其说是公司努力的成果,还不如说是更接近于正在进行的实验,其潜在奖励就是参与分享12万亿美元的食品杂货业大蛋糕。亚马逊通常拥有无限的资源和喜欢冒险的倾向,这可能有助于其处于最有利的地位。

顾客在亚马逊西雅图无人便利店的摄像头监控下购物

最大目标是消除排队结账和收银员

多年来,分析师和投资者始终在问贝索斯,亚马逊是否会开设实体门店。正如2012年接受采访时他回答的那样:“我们通常很乐意这样做,但前提是我们能找到个真正与众不同的想法。我们在亚马逊做得不太好的一件事就是,经常提供与其他人相似的产品。”

正是在那个夏天,贝索斯开始认真考虑实体零售业所提供的机会。据美国人口普查局(Census Bureau)的数据显示,实体零售占了美国总零售额的90%。贝索斯可能已经发现,像亚马逊这样规模的公司要想保持增长,就必须不断进入新的行业。比如声控Alexa智能助手的开发和亚马逊影业(Amazon Studios)部门的创建几乎是在同时进行的,后者推出了《Bosch》和即将上映的《指环王》等节目。

为了领导这个项目,贝索斯选中了史蒂夫·凯塞尔(Steve Kessel),他是亚马逊的高级副总裁,负责领导公司开发电子书阅读器Kindle,并将出版业拖入了数字图书时代。而凯塞尔又请来负责亚马逊主页和产品推荐部的吉安娜·普里尼(Gianna Puerini),负责领导产品开发任务。

当时,普里尼在南湖联盟(South Lake Union)一栋不起眼儿的六层楼里安顿下来,那里距离亚马逊总部只有几个街区。一位前同事说,因为这个项目即使对其他亚马逊员工也是保密的,为此普里尼的首要任务就是选择一个无聊到死的代号,以至于没有人会注意它。在接下来的几年里,这个团队将被命名为IHM,或称“库存健康管理”。

为了监督工程进展,凯塞尔聘请了被称为“贝索斯影子”的技术顾问迪利普·库马尔(Dilip Kumar)。库马尔在亚马逊的角色十分引人关注,基本上他就是跟随首席执行官四处走动,并在会议中坐在他身边长达一年之久。库马尔偶尔会在当地的露天麦克风之夜观赏下单口喜剧,但同事们表示,在工作中,库马尔被认为是个热情好斗的人。

被称为“贝索斯影子”的技术顾问迪利普·库马尔(Dilip Kumar)

IHM员工表示,最初几个月充满了无限制的头脑风暴和辩论。他们考虑是否应该推出梅西百货公司(Macy’s)式的百货商店,沃尔玛(Walmart)式的超级购物中心,甚至是电子产品商店。一个废弃的想法涉及建造囊括两层楼的商店,亚马逊的盘形仓库机器人在顶层组装订单,然后用传送带和机器人将订单送到下面等待顾客的车辆中。

几个月后,库马尔、普里尼和他们的同事们承认,现实世界中的大多数便利店已经经营得相当不错,除了一个明显的例外:超市中令人讨厌的超长结账队伍。美国人平均每周购物两次,对于亚马逊的颠覆者精锐团队来说,排队结账的经历体现了线下购物让人精疲力尽的超级低效。库马尔表示:“我们意识到在实体店购物有很多好处,但排队结账绝不是其中之一。”

很多公司都试图解决这个问题。苹果的员工带着可以读取信用卡信息的平板电脑在其门店里穿梭,而中国的缤果盒子则通过产品包装上的RFID芯片提供自助结账服务。IHM团队希望彻底消除排队结账的瓶颈。亚马逊的传统意在确保团队从客户需求中反塑,他们从发布新闻稿开始,宣布将开设无需排队结账的便利店。然后,他们开始研究实际中的技术,努力让自己的承诺成为现实。

困难重重项目团队陷入迷茫

事实证明,这比预期的要困难得多,成本也高得多。为了找出谁在无需排队结账的便利店里买了什么东西,IHM的工程师们考虑使用RFID技术,在顾客走过货架过道时追踪他们的手机,并用面部识别技术扫描他们的脸。

库马尔雇佣了计算机视觉和机器学习方面的科学家,他们通常来自亚马逊的其他部门,但事先没有被确切告诉他们将从事什么样的工作。库马尔设定了许多不同的截止日期,利用即将到来的、向贝索斯或凯塞尔发表演讲来激励他们。工程师们每周工作70到80个小时,即使在晚上和周末的任何空闲时间里,也要忙着回复电子邮件,撰写亚马逊经典的六页文档,即概述提案的叙述性备忘录。

起初,IHM团队设想的大型便利店占地面积约为2800平方米,大致相当于郊区超市的规模。但几个月后,该团队认为打造这样的自动化超级市场过于雄心勃勃,为此将拟议中的便利店规模削减了一半。

普里尼的团队使用儿童积木、书架和其他摆放在办公室周围的物品创造了首家无人便利店模型。随着该项目在2015年年中接近推出,亚马逊翻新了位于西雅图南部的仓库,作为模型店展示给贝索斯看。对于其首家实体店,亚马逊匿名租用了西雅图富裕的国会山(Capitol Hill)社区一栋新豪华公寓楼的一层。在向该市提交的许可申请中,亚马逊宣称将出售大量农产品、乳制品以及现场厨房准备的新鲜食品。

但后来贝索斯带着奶酪商参观这个模型店时,却叫停了研究进展,他打赌顾客会被更流畅的体验所吸引,就该公司著名的“一键订购”(one-click ordering)那样,尽管这里缺乏农贸市场或精品肉店等特色。

凯赛尔在向贝索斯演示结束后召开了一次团队会议,并宣布了这个消息:他们正转向便利店。有些工程师松了一口气,因为他们通过消除不同重量的物品(如农产品和肉类)来降低复杂性。其他人则垂头丧气地离开了项目,要么是因为无休止的工作节奏而筋疲力尽,要么是对缩小的愿景感到失望。在接下来的三年里,国会山的店面被废弃,这个坐落在西雅图交通最繁忙社区之一的中心地带的建筑,其窗户被牛皮纸严密地盖住。

顾客通过扫描进入亚马逊无人便利店

显然,贝索斯和凯塞尔对项目进展如此缓慢感到越来越不耐烦了。因此,在2015年3月,当普里尼和库马尔重新设计他们的概念时,亚马逊在凯塞尔的领导下成立了独立团队来开设实体书店。书籍与食物正好相反,前者不易腐烂、价格始终如一,且易于储存。此外,亚马逊在这种产品类别上还有最悠久的历史。而且,由于人们倾向于以更悠闲的速度去书店购物,所以没有必要试图用科技取代收银员。

那年秋天,当亚马逊在西雅图的一家高档购物中心准备开设首家亚马逊图书专卖店时,人们对该公司将如何进入实体零售市场的猜测进入高潮,以至于有记者将摄像机绑在长杆上向里面窥视。大约在同一时间,贝索斯从后门偷偷溜进来,第一次看到它时,他感觉很高兴。他说,他觉得亚马逊的业务好像又回到了原点。

技术测试花样百出

对于IHM项目的长期成员来说,看着亚马逊实体书店在短短几个月内开设并发展起来,令他们感到有些手足无措。他们已经工作了三年,但其项目甚至还没有正式的名称。为此,在2016年初,普里尼的团队想出了Go品牌来传达进展的速度。她说:“甚至这个单词本身也只有两个字符,你真的可以拿起东西就走。”

为了继续开发这项技术,库马尔的工程师们在团队新建筑“水獭”(Otter)的一楼建立了绝密的实验室商店,它位于西雅图市中心第五大道和贝尔街的拐角处。水獭实验室只能通过一对锁着的门从里面进入。起初,货架上堆满了用粘土和泡沫塑料制成的假食品,包括用切碎的绿色建筑用纸代替生菜。

员工经常被要求访问并试图欺骗这家门店使用的技术。他们穿着厚重的外套,拄着拐杖走路,或者推着轮椅。他们把物品放回错误的地方,那会自动产生“不整洁物品”的警报,指示店员在适当的货架上重新补货。有一天,每个人都被要求带上雨伞,看看它们是否会遮挡摄像头的视野;另外一天,员工都穿着西雅图海鹰队(Seattle Seahawks)的运动衫,以混淆根据衣服颜色区分购物者的算法。

当假冒食品最终被真正的物品取代时,员工被要求在特定的真实场景下购物:例如,你跑去开会前购买沙拉和饮料作为午餐,或者在你赶着去日托中心接孩子前,匆忙购买明天早上要吃的牛奶、草莓和麦片。有时候,父母被要求带上他们的孩子,他们坐立不安,四处奔跑,乱放东西,以便进一步对系统进行压力测试。为了增强这些现实生活中的实验,该公司还开发了便利店数字模拟,并用计算机生成的购物者进行测试。

顾客在亚马逊无人便利店中的购物流程

库马尔的工程师们试图解决零售业历史上最棘手的问题之一,即如何在结账时不需逐一检查物品的情况下,弄清楚人们购买了什么。经过多年的工作,研究小组得出结论,仅用头顶摄像头对产品进行视觉识别是不可能的。

不同时段照明条件的变化,产品放置在货架上的位置、手和身体上挡住定制产品贴纸,或失控的幼儿都很容易让系统陷入混乱。最终,他们决定增加天平,并在货架上放置更多的摄像头。然后,亚马逊将这些数据结合起来,以确定谁在购买什么。

但是仍然需要人类来监督这些判断。当系统不确定顾客是否购买时,独立小组就需要审查录像,这就是所谓的“低信任度事件”。这些小组的创建导致有些员工对整个无人便利店项目提出质疑。一位前参与者表示:“这是一件棘手的事情,如果我们有一大群人在看录像,这是适当的规模吗?”不过,亚马逊表示,人工介入干预的情况非常罕见。

除此之外,人类还需要扮演另一个角色:他们必须开发套餐食谱,准备每天的午餐食物(羊肉三明治,鸡肉三明治以及沙拉等)。为了准备2016年底在西雅图市中心的新园区开设缩小了规模的原型店,亚马逊从连锁餐厅聘请了厨师和员工。它在原型店内设置了厨房,同时还在西雅图南部的老仓库附近开设了商业级测试厨房。当试点厨房里传出异味时,亚马逊雇佣了专业嗅觉师来解开谜团。

厨房,再加上亚马逊在运营中追求严格有时甚至堪称不够人道的效率,带来了另一系列意想不到的挑战。一名员工回忆说,由于食品安全是头等大事,商业厨房始终需要保持较低温度,而且员工在轮班时必须站着。员工们希望在冰冷的混凝土地板上安装垫子,但亚马逊最初拒绝了员工的要求。在总部的高级经理花了一天时间观察厨房的操作后,公司最终同意向厨房员工发放连帽衫和其他御寒装备。事实证明,参与服务行业的人和库马尔的算法一样难以管理。

最初的无人便利店于2016年12月向亚马逊员工开放,但原定于2017年初的公开营业又推迟了12个月。因为当20个或更多的购物者同时进店消费时,系统往往会崩溃。当购物者把它们拿起来的商品放在不同的货架上时,系统就会失去产品的踪迹。购物者自己也被搞糊涂了。普里尼说:“我们注意到很多顾客在出口处犹豫不决,问入口处的员工他们是否真的可以离开。在测试中,我们贴出了一张大海报,上面写着:‘真的,你可以直接走出去!’?”

亚马逊也在食品准备方面进行了改进。它开始减少对自家厨房的依赖,转而从外部供应商那里购买更多食品,包括为星巴克和7-Eleven等公司生产沙拉和三明治的泰勒农场(Taylor Farm)。

这些杯子提醒顾客可以“直接走出去”

像星巴克那样无处不在

早期,亚马逊无人便利店团队设想在每个主要城市都开设数千家这样的门店。一位前高管表示:“我们一直希望能出现在每个角落,就像星巴克那样随处可见。”但是现在,这个项目已经进行了七年,亚马逊才刚刚在旧金山市中心的Embarcadero开设了第14家无人便利店。

亚马逊还大幅放缓了亚马逊书店的扩张速度,并推出了亚马逊4星级商店,这是另一种新的形式,以出售精选广受好评的商品和亚马逊设备为特色。正如贝索斯在2012年发起该项目时所设想的那样,这些实体零售实验几乎不会影响公司的财务业绩。不难想象,这位首席执行官会“咬钩”,毕竟在过去7年中,他多次提及“首先试验然后再期待财务回报”的概念。

按照目前的速度,亚马逊无人便利店要想收回当初的投资,可能需要比预期更长的时间。熟悉该项目的人士估计,亚马逊在这个项目上已经花费了数亿美元,其中仅试点商店就花费了200万到300万美元。一名前员工声称,这是该公司历史上最昂贵的研发项目之一,但库马尔对此表示异议,称这些便利店使用现成的硬件和亚马逊现有的云计算基础设施。

然而,考虑到摄像头和传感器的密集放置,以及需要雇用那些随时待命的技术支持人员,这比运营7-Eleven要贵得多。后者完全可以由一个收银员管理,而且可能除了碎冰机(Slurpee)之外,几乎没有太多复杂的定制技术。

按照亚马逊的惯例,库马尔表示,无人便利店项目“还处于早期”,并指出“客户喜欢这种不需停下来付款就能直接走出去的体验”。分析师大多同意这一观点,他们将这种体验与在机场通过TSA PreCheck的感觉相提并论。当你习惯了这种快速检查方式,可能就不想再回到过去了。库马尔说,这给了这个项目“很大的自由度,让亚马逊可以尝试其他类型的东西。”

亚马逊无人便利店中的沙拉

正是这些“其他东西”迷惑了亚马逊的投资者和观察家,许多失败产品随后都帮助塑造了亚马逊的历史,比如早期的拍卖业务,它导致了第三方卖家的大获成功,以及Fire Phone,其中许多工程师后来将失败的教训应用到了Alexa上。

零售咨询公司McMillanDoollitt的高级合伙人尼尔·斯特恩(Neil Stern)表示:“就像亚马逊做的很多事情一样,我敢肯定它不会把Go看作便利店,不会把它看作书店,而是把它看作一个数据实验,毕竟便利店本身并不是什么大创意。”

库马尔本人对未来的计划持谨慎态度,但他指出,无人便利店技术可以在便利店之外应用。他说:“如果这对做其他事情有意义,我们就回去做。”

与此同时,亚马逊对实体零售的承诺似乎正在扩大。在过去的几年中,凯赛尔始终负责领导亚马逊快递业务Prime Now和生鲜食品业务AmazonFresh。当贝索斯在2017年夏天收购全食超市(Whole Foods Market)的特许经营权时,凯塞尔还负责管理全食超市(Whole Foods)大约500家门店,以及数以千计的传统收银台,这些门店依然采用老式的排队结账付款方式。

在国会山社区,亚马逊还有一家中等规模的杂货店,也就是贝索斯于2015年秋天撤掉的。今年早些时候,亚马逊悄悄地向西雅图市提交了新的计划,这让邻居们松了一口气,它终于恢复了这块空地的开发计划。现场厨房计划被撤回,但“光速车道”计划被添加到蓝图中。

这家店的占地面积超过900平方米,比传统的亚马逊无人便利店要大得多,测试的新概念仍然处于严格保密状态,窗户外面也被严密遮挡着。但如果你站在人行道上,透过磨砂玻璃的缝隙仔细打量,仍能认出里面有亚马逊无人便利店中采用的货架。 (腾讯科技审校/金鹿)

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