斯坦福團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)智能盲杖，搭載激光雷達(dá)，可探測(cè)障礙規(guī)劃路線，完全開(kāi)源可在家DIY

拐杖大家都見(jiàn)過(guò)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一根棍子。

后來(lái)為了方便人們的需要，拐杖集成的功能越來(lái)越多。

現(xiàn)在，拐杖已經(jīng)開(kāi)始智能化了。自動(dòng)駕駛汽車(chē)上的技術(shù)被搬到了拐杖上，可以幫助人們探測(cè)和識(shí)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(lái)自斯坦福大學(xué)智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(shuō)，“我們想要的是更加方便用戶使用的東西，而不僅僅是個(gè)白色的拐杖，它不僅能告訴你有一個(gè)物體擋住了你的去路，還能告訴你那個(gè)物體是什么，然后幫助你繞過(guò)它?！?/p>

論文地址：

https://www.futurity.org/blindness-white-cane-smart-technology-robotics-2643062/

搭載激光雷達(dá)、GPS，可根據(jù)目標(biāo)實(shí)時(shí)導(dǎo)航

因?yàn)椴磺宄車(chē)沫h(huán)境，盲人只能小心翼翼走路。

如果路前面有個(gè)臺(tái)階，走的太快就會(huì)被絆倒，所以只能靠手中的盲杖一點(diǎn)一點(diǎn)敲擊來(lái)感受，這個(gè)范圍最多只能覆蓋到周?chē)幻鬃笥摇?/p>

那怎么能探測(cè)到更遠(yuǎn)的距離呢？自動(dòng)駕駛汽車(chē)上的雷達(dá)或許是個(gè)好方法。

這個(gè)想法并非斯坦福大學(xué)的這個(gè)團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)，這款盲杖也不是第一款智能盲杖，只不過(guò)，此前研發(fā)的帶傳感器的盲杖重量可能達(dá)到50磅，成本將近6000美元，沒(méi)什么實(shí)用價(jià)值。

但是斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)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(gè)激光雷達(dá)，一個(gè)GPS定位系統(tǒng)，另外還有加速計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀，就像一款智能汽車(chē)的簡(jiǎn)化版一樣，可以實(shí)時(shí)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(jī)器人算法，比如即時(shí)定位與地圖構(gòu)建（SLAM）和視覺(jué)伺服來(lái)做出決定ーー引導(dǎo)用戶走向地圖中的一個(gè)目標(biāo)。

盲杖的頂端還安裝了一個(gè)電動(dòng)的、360轉(zhuǎn)向的輪子，可以時(shí)刻保持與地面的接觸。這個(gè)輪子通過(guò)輕輕的推動(dòng)可以就可以實(shí)現(xiàn)前后左右移動(dòng)，引導(dǎo)視力受損的用戶繞過(guò)障礙物。

硬件、軟件都開(kāi)源，可在家DIY

研究人員將增強(qiáng)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(guò)走廊、避開(kāi)障礙物和走過(guò)戶外標(biāo)志點(diǎn)。

在實(shí)地測(cè)試中，視力受損的參與者的行走速度就提高了大約20% 。對(duì)于戴著眼罩的視力正常的人來(lái)說(shuō)，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(gè)項(xiàng)目收益，降低這款盲杖的使用成本，研究人員開(kāi)源了項(xiàng)目的每一個(gè)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(shuō)明書(shū)。

作者表示，“我們希望優(yōu)化這個(gè)項(xiàng)目，以便于復(fù)制和降低成本。任何人都可以免費(fèi)下載所有的代碼、材料清單和電子原理圖。

但是Kochenderfer也補(bǔ)充說(shuō)，這種手杖仍然只是一個(gè)研究原型。他表示: “在增強(qiáng)型手杖能夠投入日常使用之前，還需要進(jìn)行大量重要的工程和實(shí)驗(yàn)?！盞ochenderfer表示他和團(tuán)隊(duì)歡迎工業(yè)界的合作伙伴提高設(shè)計(jì)效率，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，讓這款增強(qiáng)型手杖更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

該團(tuán)隊(duì)的下一步工作包括對(duì)原型進(jìn)行改進(jìn)，并開(kāi)發(fā)一種使用日常智能手機(jī)作為處理器的模型，這一進(jìn)步可以改善功能，擴(kuò)大技術(shù)的使用范圍，并進(jìn)一步降低成本。

相關(guān)報(bào)道：

https://www.futurity.org/blindness-white-cane-smart-technology-robotics-2643062/

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abg6594