5位華人學生開發出了機器導盲犬！四足機器人技能又+1

曉查 2021-04-28 22:50:52 來源：量子位

豐色 發自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

今天是四月的最后一個星期三，也是世界導盲犬日。

而在不久前，來自加州大學伯克利分校的研究團隊，開發了一款機器人，可以用來壯大導盲犬的隊伍了！

該機器導盲犬配有一個可自動切換松緊狀態的牽引繩，能狗幫助盲人在混亂的室內環境中安全穿行。

“還別說，長得和動物導盲犬也很像！”

或許將來這種機器導盲犬真的可以替代辛苦的狗狗們。

可按需切換松緊狀態的牽引繩

這款導盲犬機身采用一個名為Mini Cheetah?(迷你豹)的小型四足機器人。

身上配備了2D LiDAR來感應環境，一個置于萬向架上的攝像頭來探測前進方向，以及一根牽引繩和繩上可以測量盲人施加和施加給盲人的力的傳感器。

關于使用牽引繩而不是傳統導盲機器的機械臂設計，研究人員解釋道，可切換松緊狀態的牽引繩，可以防止在狹小的轉角地帶卡住。

這只機器人本身也小巧，可以帶著盲人穿行很多以往大底盤導航機器不能通過的地方。

利用該團隊自己開發的“混合物理人機交互模型”（ hybrid physical human-robot interaction model），當該機器導盲犬進入到一個狹窄的空間比如走廊的一角時，它會先松開皮帶，在不直接影響人類姿勢的情況下重新定位。調整好姿勢后，就會拉緊繩子，盲人就可以接收到繼續前行的“信號”了。

另外，還可以測繪出相關地圖，并能在地圖上進行路徑規劃。并把地圖加載到導盲犬身上，只需簡單設置目的地，就可幫助盲人到達目的地！

通過激光雷達，還可實時獲悉導盲犬和盲人在地圖上的位置。

在導盲測試中，機器人導盲犬必須引導蒙著眼睛的人到達特定的位置，同時避免與障礙物的碰撞。測試的結果很成功！

右上角的實時地圖中，藍色標記和橙色標記分別代表導盲犬和盲人。橙色線表示人類軌跡，綠色線表示導盲犬的參考規劃路線。

比動物導盲犬訓練成本低

對開發這種機器導盲犬的初衷，研究人員表示，因為訓練一只動物導盲犬的成本太高了，而且訓練好的技能無法從一只狗遷移到下一只。

ps. 確實，獲得一只合格的導盲犬需要至少等上一年，更別提花費至少12萬（參考國內市場價格）。

而此機器狗本身不到300美元（折合人民幣不到2000），用到的2D激光雷達價格也是2000元左右，攝像頭不到1400元。

加上算法和技術可輕松復制，大規模制造使機器導盲犬的成本也會隨之大大降低，這樣便能夠造福更多的視力障礙者。

并且由于四足機器人在形狀和大小上都類似于狗，比其他機器導盲工具更容易為人類所接受。還不容易產生排便問題和進入公共場合的爭議。而可植入地圖設置目的地的功能，更是讓不會閱讀地圖的動物導盲犬“相形見絀”。

因此，它們可能是導盲犬的最佳替代品！

作者介紹

此次研究來自加州大學伯克利分校的Hybrid Robotics機器人項目組。

由導師Koushil Sreenath帶領以下五位華人學生參與。

肖岸星，哈工大自動化本科在讀。

童聞哲，哈工大學機器人技術專業四年級本科生。

Yang Lizhi，加州大學伯克利分校本科學生。

李鐘毓，來自江西南昌，本科就讀于浙江大學竺可楨學院，大四申請去卡內基梅隆大學機器人研究所做科研實習，因表現優異，被推薦到伯克利大學機械系控制和機器人方向直博。

Zeng Jun，同為UC Berkeley學生，博士在讀，本科上海交大。

最后，此研究下一步的目標是使這只機器人導盲犬能夠在更復雜的戶外環境中導航。

或許不久的將來，這種拉風的機器導盲犬真的可以替代辛苦的狗狗們，帶著盲人上街了！

參考鏈接：
[1]https://techxplore.com/news/2021-04-robotic-dog-individuals.html
[2]https://arxiv.org/abs/2103.14300
[3]https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_12291473