一种负担得起的自动导航智能手杖

大多数人都知道白色甘蔗作为一个简单但至关重要的工具，帮助人们视觉障碍在这个世界上走自己的路。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。

研究团队使用自动车辆的工具建造了增强拐杖，帮助人们检测和识别障碍物，轻松地围绕这些物体移动，然后在室内和外面的路线上沿着路线。

这种增广手杖并不是第一种智能手杖。研究用的传感器手杖可能又重又贵——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。增强藤条运动前沿传感器它的重量只有3磅，可以在家里用现成的零件和免费的开源软件制造软件，并售价400美元。

研究人员希望，他们的设备将是一个负担得起的有用的选择，为全球超过2.5亿视力受损的人。斯坦福智能系统实验室(Stanford Intelligent Systems Laboratory)的研究生研究助理帕特里克·斯莱德(Patrick Slade)说:“我们想要一种比带有传感器的白色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。”该文件附带一个可下载的零件清单和DIY焊接在家说明。

从自动车辆借钱

加长手杖配备有激光雷达传感器。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。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和机器人算法，如同步定位和绘图(SLAM)和视觉伺服——引导用户指向图像中的某个物体——来做出决策。

“我们的实验室是基于航空航天部门,和它令人兴奋的的一些概念我们一直探索和应用它们来帮助失明的人,“说Mykel Kochenderfer,副教授航空航天飞机防撞系统的专家。

安装在甘蔗顶端的pièce de résistance-a电动，全方位车轮保持与地面接触。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。配备了内置GPS和地图功能，这种增强手杖甚至可以引导用户精确定位——比如商场里最喜欢的商店或当地的咖啡店。

在对帕洛阿尔托Vista盲人和视障中心的志愿者进行的真实测试中，研究人员将这种增强手杖放在了视力有障碍的人以及被蒙上眼睛的视力正常的人手中。然后，他们被要求完成每天的导航挑战——走走廊、避开障碍物、穿越户外路标。

Kochenderfer说:“我们希望人类在控制的同时，为它们提供适当程度的温和指导，让它们尽可能安全有效地到达它们想去的地方。”

在这方面，增粗手杖更胜一筹。它使视力受损的参与者的行走速度比只用白色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，结果更令人印象深刻，他们的速度提高了三分之一以上。斯雷德指出，走路速度的提高与生活质量的提高有关，所以人们希望这款设备能够提高使用者的生活质量。

开放访问

学者们正在开放项目的各个方面。“我们想优化这个项目，以简化复制和降低成本。任何人都可以免费下载所有代码、材料清单和电子原理图，”Kochenderfer说。

“在家焊接。我们的代码运行。这非常酷，”Slade补充道。

但Kochenderfer指出，这种手杖仍然是一个研究原型。他说:“在它准备好用于日常使用之前，有很多重要的工程和实验是必要的。”他补充说，他和团队欢迎工业界的合作伙伴来简化设计，扩大生产，使这种增强手杖更便宜。

该团队的下一步包括改进他们的原型，并开发一个使用日常智能手机作为处理器的模型，这一进步可能会改善功能，扩大技术的使用范围，并进一步降低成本。

这篇论文发表在科学机器人．