斯坦福團隊開發(fā)智能盲杖,搭載激光雷達,可探測障礙規(guī)劃路線,完全開源可在家DIY
拐杖大家都見過,簡單來說就是一根棍子。
后來為了方便人們的需要,拐杖集成的功能越來越多。
現(xiàn)在,拐杖已經(jīng)開始智能化了。自動駕駛汽車上的技術(shù)被搬到了拐杖上,可以幫助人們探測和識別障礙物,并且在室內(nèi)和室外都能追蹤路線。
所以,這已經(jīng)不是一根普通的拐杖,而是一根智能盲杖。
這款智能盲杖來自斯坦福大學(xué)智能系統(tǒng)實驗室(Stanford University Intelligent Systems Laboratory),該研究成果發(fā)表在《Science Robotics》雜志上。
論文的第一作者帕特里克·斯萊德(Patrick Slade)說,“我們想要的是更加方便用戶使用的東西,而不僅僅是個白色的拐杖,它不僅能告訴你有一個物體擋住了你的去路,還能告訴你那個物體是什么,然后幫助你繞過它?!?/p>
論文地址:
https://www.futurity.org/blindness-white-cane-smart-technology-robotics-2643062/
搭載激光雷達、GPS,可根據(jù)目標(biāo)實時導(dǎo)航
因為不清楚周圍的環(huán)境,盲人只能小心翼翼走路。
如果路前面有個臺階,走的太快就會被絆倒,所以只能靠手中的盲杖一點一點敲擊來感受,這個范圍最多只能覆蓋到周圍一米左右。
那怎么能探測到更遠的距離呢?自動駕駛汽車上的雷達或許是個好方法。
這個想法并非斯坦福大學(xué)的這個團隊首創(chuàng),這款盲杖也不是第一款智能盲杖,只不過,此前研發(fā)的帶傳感器的盲杖重量可能達到50磅,成本將近6000美元,沒什么實用價值。
但是斯坦福大學(xué)團隊研制的這一款盲杖,采用的傳感器重量只有3磅,并且成本也大幅降低到400美元。
這款盲杖裝備有一個激光雷達,一個GPS定位系統(tǒng),另外還有加速計、磁力計和陀螺儀,就像一款智能汽車的簡化版一樣,可以實時輸出用戶的位置、速度、方向等信息。
這款使用基于人工智能尋路和機器人算法,比如即時定位與地圖構(gòu)建(SLAM)和視覺伺服來做出決定ーー引導(dǎo)用戶走向地圖中的一個目標(biāo)。
盲杖的頂端還安裝了一個電動的、360轉(zhuǎn)向的輪子,可以時刻保持與地面的接觸。這個輪子通過輕輕的推動可以就可以實現(xiàn)前后左右移動,引導(dǎo)視力受損的用戶繞過障礙物。
硬件、軟件都開源,可在家DIY
研究人員將增強手杖放在視力受損者和戴眼罩的視力正常者的手中。然后,他們被要求完成日常的導(dǎo)航挑戰(zhàn)ーー走過走廊、避開障礙物和走過戶外標(biāo)志點。
在實地測試中,視力受損的參與者的行走速度就提高了大約20% 。對于戴著眼罩的視力正常的人來說,結(jié)果更加令人印象深刻,他們的速度提高了三分之一以上。
為了讓更多人能夠從這個項目收益,降低這款盲杖的使用成本,研究人員開源了項目的每一個方面,包括軟件和硬件,該文件附有可下載的零件清單和如何用這些零件自己在家DIY的說明書。
作者表示,“我們希望優(yōu)化這個項目,以便于復(fù)制和降低成本。任何人都可以免費下載所有的代碼、材料清單和電子原理圖。
但是Kochenderfer也補充說,這種手杖仍然只是一個研究原型。他表示: “在增強型手杖能夠投入日常使用之前,還需要進行大量重要的工程和實驗。”Kochenderfer表示他和團隊歡迎工業(yè)界的合作伙伴提高設(shè)計效率,擴大生產(chǎn)規(guī)模,讓這款增強型手杖更加經(jīng)濟實惠。
該團隊的下一步工作包括對原型進行改進,并開發(fā)一種使用日常智能手機作為處理器的模型,這一進步可以改善功能,擴大技術(shù)的使用范圍,并進一步降低成本。
相關(guān)報道:
https://www.futurity.org/blindness-white-cane-smart-technology-robotics-2643062/
https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abg6594
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