大多数人都知道手杖是一种简单但至关重要的工具,它可以帮助视力受损的人正常生活。斯坦福大学(Stanford University)的研究人员现在推出了一种价格实惠的机器人拐杖,可以指导有视力障碍的人安全有效地通过他们所处的环境。
研究团队利用自动驾驶汽车上的工具,制造了这种增强版的手杖,帮助人们探测和识别障碍物,轻松地绕过它们。
这种增强版手杖并不是第一种智能手杖。研究使用的传感器手杖既重又贵——重达50磅,成本约为6000美元。目前可用的传感器手杖技术有限,只能检测用户面前的物体。这种增强手杖配备了尖端传感器,只有3磅重,可以在家里用现成的部件和免费的开源软件制造,价格仅为400美元。
研究人员希望,他们的设备对于全球超过2.5亿视力受损的人而言将是一个负担得起的实用的选择。
斯坦福大学智能系统实验室的研究助理 Patrick Slade说:“我们想要一种比带有传感器的增强版手杖更人性化的东西,它不仅能告诉你有物体挡住了你的路,还能告诉你这个物体是什么,然后帮助你绕过它。”
借鉴自动驾驶汽车技术
这种增强版手杖配备了激光雷达传感器。激光雷达是一种基于激光的技术,用于一些自动驾驶汽车和飞机,可以测量到附近障碍物的距离。除激光雷达传感器外,这种手杖还有其他传感器,包括GPS、加速计、磁力计和陀螺仪,就像智能手机上的传感器一样,可以监控用户的位置、速度、方向等。手杖使用基于人工智能的寻路方法和机器人算法,例如同步定位、绘图(SLAM)和视觉伺服,将用户引导至图像中的某个物体。
“我们的实验室位于航空航天部,能将我们一直在探索的一些概念应用于帮助盲人事情上,是很令人兴奋的,”航空航天副教授Mykel Kochenderfer说。
安装在手杖顶端的电阻部分是一个电动的、全方位的轮子,始终保持接地状态,这个轮子引导视力受损的使用者在障碍物周围轻轻左右拖动和轻推。由于配备了内置的GPS和地图功能,这种增强版手杖甚至可以引导用户到精确的位置,比如商场里最喜欢的商店或当地的咖啡店。
在对Palo Alto盲人和视障中心的志愿者进行真实测试时,研究人员将这种增强版的手杖放在有视力障碍的人和被蒙上眼睛的视力正常的人手中。然后,要求他们完成每天的导航挑战——穿过走廊、避开障碍物、穿越户外路标。
Kochenderfer说:“我们希望人类在控制手杖的同时,为它们提供温和一些的指导,让手杖尽可能安全有效地带他们去到他们想去的地方。”
在这方面,增强版手杖更胜一筹,它使视力受损的参与者的行走速度比用其他手杖的参与者提高了约20%。对于戴着眼罩的视力正常的人来说结果更好,他们的速度提高了三分之一以上。Slade指出,行走速度的提高与生活质量息息相关,所以希望这款设备能够提高使用者的生活质量。
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