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这个机器人可以解决导盲犬短缺的问题,帮助视障人士方便出行

鉴于培养及维护一只专业导盲犬的价格昂贵,很多人甚至称之为“用爱心包裹的昂贵生意”。但现实是,受限于成本,数百万部分失明和盲人没有导盲犬,不过在现在,我们或许可以采用一些自动化设备来改善这一窘境。

受自动车辆启发,Glide引导机器人使用车载传感器和摄像头的组合,可以检测危险并引导视力受损的人前往目的地。

Glideance首席执行官阿莫斯·米勒是全球约2.53亿中度至重度视力障碍患者之一。这些人中的绝大多数目前分布在世界各地,但没有训练有素的导盲犬。米勒在五岁时被诊断出患有视网膜色素变性,此后大部分失明。他相信,他的公司的自动引导机器人可以解决这一巨大的无障碍障碍问题。米勒说,Glide只有5磅重,可以发现障碍物,并安全地引导盲人到达目的地,所有这些都只需训练和维护高度专业化导盲犬所需费用的一小部分。

米勒告诉PopSci:“为了给那些不太自信的人带来物质上的不同,你需要一些与地面相连的东西来引导你,Glide就是这样。”

米勒并不孤单。很多研究人员正在进行实验,测试机器人的生存能力,其中一些机器人本身看起来就像狗,作为盲人的助手。如果成功的话,这些设备可以为大量部分失明和失明的人带来更多的实用性。Glide建立在机器人研究多年进步的基础上,可能是最有前途的无障碍新工具之一。尽管如此,研究人员表示,这项技术不会在任何时候取代导盲犬。

Glide机器人是如何工作的?

尽管研究人员已经探索引导机器人的想法至少五年了,但公司现在正处于将产品推向市场的边缘。Glideance成立于去年,正在开发一种名为Glide的机器人盟友,该公司将其描述为世界上“第一个自助式初级助行器”。它类似于一个带把手和两个小轮子的小型真空吸尘器。这款9乘9英寸的机器人使用“被动动力引导”代替电机,因此用户只需向前推动即可启动。Glideance表示,该设备可以使用标准电源插座充电,“主动使用”时间可达8小时,

“这就像抓住别人的手一样简单和熟悉。”

Glideance表示,Glide使用一系列车载传感器、摄像头和人工智能来分析周围环境,并引导用户远离危险。手柄中的触觉反馈传感器向用户发送反馈,指示他们何时应该减速。Miller表示,该设备将与导航APP配合使用,用户可以简单地输入目的地,并让设备引导他们走向目的地,这与自动驾驶汽车没有什么不同。

Glide首席执行官阿莫斯·米勒在20岁出头时失去了大部分视力,他之所以想出Glide设备的想法,部分是为了应对他在自己的生活中,尤其是在旅行中面临的个人行动挑战。尽管机器人和自动驾驶技术在汽车等其他领域取得了快速发展,但这项技术似乎把盲人抛在了后面。

根据导盲犬饲养者Guiding Eyes的数据,2017年,在美国,只有2%的部分视力和盲人拥有导盲犬。尽管这些小狗通常是免费提供的,但训练和繁殖它们的费用可能高达每只5万美元,而且只有大约一半的小狗通过了训练。工作导盲犬通常也会在五六年后退役并更换。所有这些因素加在一起,使得对这些狗的需求远远大于供应。从理论上讲,引导机器人可以填补部分空白。

尽管过去的研究已经探索过使用波士顿动力公司的Spot和其他类似四脚狗的机器人作为向导,但米勒认为这些方法在规模上并不可行。除了高昂的前期成本外,这些大型、笨重的机器也不适合需要在世界各地移动的部分视力和盲人。米勒说,与大型四足动物不同,使用者可以很容易地将Glide的手柄折叠起来,带上公交车或飞机。与充满科幻恐怖刻板印象的四脚机器人相比,它也不太可能引起不必要的关注。

米勒说:“人们问我,为什么它没有四条腿和爬上台阶,原因是如果它有,你将花费75000美元。如果我们要在规模上产生影响,我们必须利用自动驾驶汽车行业的令人难以置信的技术,但要制造一种功能强大、价格合理的超简单设备。”

米勒将使用Glide的体验描述为类似于抓住另一个人的手臂进行指导。米勒说,当设备出厂时,用户可以在自发或指令模式下操作。前者适用于大致知道自己想去哪里的用户,但使用Glide可以保持直线行驶,避免潜在的危险障碍。相比之下,指令模式将允许用户输入特定的目的地,并让Glide通过触觉反馈和音频引导用户如何到达目的地。米勒举了一个旅行者将Glide连接到机场APP的例子,然后该APP会指示设备如何到达登机口。用户还可以预先设定自己的路线,让Glide记住前往当地咖啡店或其他经常去的目的地的路线。(Glide将利用现有应用程序的语音命令和辅助功能选项。)

米勒说:“你只需要自主行走,Glide就会指引方向,避开障碍物,把你带到目的地。这就像抓住别人的手一样简单和熟悉。”

然而,目前尚不清楚部分失明的人何时会有这种握持感。Glideance正在接受该设备的预订,预计今年晚些时候将推出测试版。米勒表示,该设备可能会有未指明的预付费和订阅费。订阅价格将根据用户想要的功能级别而有所不同。米勒表示,Glide计划使用“特斯拉模型”,Glide在该模型中搭载一组基线功能,然后随着时间的推移通过在线更新进行改进。

研究人员正在测试各种类型的引导机器人

先前对制导机器人的研究提供了喜忧参半的结果。2022年,哥本哈根大学的一名研究人员进行了一项实验,让一个人穿过一条被托盘挡住的路径,首先是带着导盲犬,然后是抱着配备了“感知和符号能力”的波士顿动力四足机器狗Spot。导盲犬注意到托盘,轻轻提醒它的主人,完全避开了障碍物。另一方面,Spot也注意到了托盘,但指示盲人在托盘顶部和上方行走。机器狗和人类都以一个尴尬、错位且危险的角度踩上了托盘。

最近,纽约宾厄姆顿大学的研究人员使用强化学习人工智能系统快速训练一个四条腿的机器人,成功引导盲人绕过实验室走廊的障碍物。参与该项目的计算机科学副教授张士奇(音)告诉PopSci,由于人工智能的快速发展和曾经非常昂贵的机器人的普及,近年来对辅助机器人的研究加速了。尽管如此,张同意这些机器人笨重的体型可能使它们不适合在日常生活中帮助盲人。

张说:“为了为视力障碍患者提供服务,我们需要更小的体积、更低的成本和易于更换的部件。我认为目标不同,波士顿动力公司的Spot机器人并不是为此目的开发的。所以存在差距。”

机器人比导盲犬好吗?

米勒强调,他不想取代导盲犬,他称导盲犬是目前出行的“黄金标准”。相反,他希望Glide设备能够满足98%的部分视力和盲人的需求,他们要么无法接触到狗,要么不想承担养狗的责任。但米勒表示,机器人某些方面甚至比训练有素的狗更有用。尽管导盲犬可以学习一些路线,但与机器人中的按需导航工具相比,这就相形见绌了。与导盲犬主人不同,机器人主人也不必花数周时间训练它,也不必在费力的旅行限制中导航。至关重要的是,机器人不会脱落或排便。

米勒说:“你得到了一只‘导盲犬’,但不必付出养狗的责任与成本。我不是想和狗竞争。我是想为不使用它们的人提供一个解决方案。”

张说,由于机器人的可升级性,它们也可能比狗更有优势。研究人员和产品工程师可以通过更新快速修补错误并添加新软件。随着时间的推移,机器人也可以通过新的传感器或其他硬件进行升级。换句话说,机器人不同于狗,它们可以学习新的技巧。

但这并不意味着现在是完全取消养狗的时候了。目前,导盲犬比机器人更善于在物理环境中导航。狗可以适应湿滑的地形,并且非常善于发现潜在的危险情况。还有楼梯问题。狗在前往公寓楼二楼没有问题,但机器人却不是这样。

张说:“大多数狗都能毫不费力地爬楼梯,但这对四足机器人来说实际上是一个非常具有挑战性的问题。机器人能够做到这一点,但它确实需要大量的计算资源、花哨的传感器和实时系统才能实现。”

张说,狗还可以提供无形的对比元素。有些人只是喜欢他们的狗,并在他们面前找到安慰。米勒说,他的设备不一定是为了在同情心上与狗竞争,但他声称,他已经看到机器人像“化身特工”一样与它交谈。与狗不同,机器人也可以进行反击。米勒说:“一旦我们完成了语音互动,我确实认为会和机器人建立一种亲近感。”

但引导机器人也有怀疑论者。全国盲人联合会的一位发言人告诉PopSci,过去的许多发明都试图取代久经考验的手杖和导盲犬,但都失败了。澳大利亚昆士兰导盲犬队的教练Jason McKee最近告诉美国广播公司,机器狗是令人印象深刻的机器,可以用于国际旅行,但仍然无法与训练有素的狗相比。

麦基说:“没有什么能比得上狗的陪伴和直觉,然后能够向前思考,向前看,然后做出安全引导他人的动作。”

另一方面,米勒认为,导盲犬和机器人在未来会和谐共存,相辅相成,而不是相互竞争。

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