Большинство знает трость как простой, но очень важный инструмент, который помогает людям с нарушениями зрения ориентироваться в мире. Исследователи из Стэнфордского университета представили доступную роботизированную трость, которая безопасно и эффективно проводит людей с нарушениями зрения по окружающим их пространству.
Используя инструменты автономных транспортных средств, исследовательская группа создала усиленную трость, которая помогает людям обнаруживать и идентифицировать препятствия, легко перемещаться вокруг этих объектов и следовать маршрутам как в помещении, так и на улице.
Исследователи надеются, что их устройство станет доступным и полезным вариантом для более чем 250 миллионов человек с нарушениями зрения во всем мире.
«Мы хотели чего-то более удобного для пользователя, чем просто трость с датчиками», — говорит Патрик Слэйд, научный сотрудник Стэнфордской лаборатории интеллектуальных систем и первый автор статьи, опубликованной в журнале Science Robotics.«Что-то, что может не только сказать вам, что на вашем пути есть объект, но и рассказать вам, что это за объект, а затем поможет вам перемещаться правильно».
Заимствование технологий автономных транспортных средств
Увеличенная трость оснащена датчиком LIDAR. LIDAR — это лазерная технология, используемая в некоторых беспилотных автомобилях и самолетах, которая измеряет расстояние до ближайших препятствий. Трость имеет дополнительные датчики, включая GPS, акселерометры, магнитометры и гироскопы, такие как на смартфоне, которые отслеживают положение, скорость, направление и т. д. Трость принимает решения с использованием алгоритмов поиска пути на основе искусственного интеллекта, таких как одновременная локализация и отображение (SLAM) и визуальное сервоуправление — направляя пользователя к объекту на изображении.
На кончике трости установлено моторизованное всенаправленное колесо, которое поддерживает контакт с землей. Это колесо ведет пользователя с ослабленным зрением, осторожно дергая и подталкивая, влево и вправо, вокруг препятствий. Оснащенная встроенным GPS и картографированием, трость может даже направлять пользователя к точному местоположению — например, к любимому магазину в торговом центре или местной кофейне.
В реальных тестах с пользователями, которые добровольно вызвались через Центр для слепых и слабовидящих в Пало-Альто-Виста, исследователи передали трость людям с нарушениями зрения, а также зрячим людям с завязанными глазами. Затем их попросили выполнять повседневные задачи навигации — ходить по коридорам, избегать препятствий и пересекать путевые точки на открытом воздухе.
«Мы хотим, чтобы люди контролировали ситуацию, но предоставляем им надлежащий уровень мягкого руководства, чтобы доставить их туда, куда они хотят, как можно безопаснее и эффективнее», — говорит Кочендерфер.
Открытие доступа
Ученые открывают исходный код каждого аспекта проекта. «Мы хотели оптимизировать этот проект, чтобы упростить тиражирование и снизить затраты. Любой может пойти и загрузить весь код, ведомость материалов и электронные схемы бесплатно», — говорит Кочендерфер.
«Припаяйте это дома. Запустите наш код. Это довольно круто», — добавляет Слэйд.
Но Кочендерфер отмечает, что трость все еще является исследовательским прототипом. «Прежде чем она будет готова к повседневному использованию, необходимо провести много серьезных разработок и экспериментов», — говорит он, добавляя, что он и его команда будут приветствовать партнеров в отрасли, которые смогут оптимизировать дизайн и увеличить производство, чтобы сделать усовершенствованную трость еще более доступной. .
Следующие шаги команды включают доработку своего прототипа и разработку модели, в которой в качестве процессора используется обычный смартфон, шаг, который может улучшить функциональность, расширить доступ к технологии и еще больше снизить затраты.
Дополнительная информация: Патрик Слэйд и др., Мультимодальное зондирование и интуитивная помощь в рулевом управлении улучшают навигацию и мобильность для людей с ослабленным зрением, Science Robotics (2021). DOI: 10.1126 / scirobotics.abg6594
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК