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斯坦福团队开发智能盲杖，搭载激光雷达，可探测障碍规划路线，完全开源可在家DIY

百家作者：大数据文摘 2021-10-20 16:51:35

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拐杖大家都见过，简单来说就是一根棍子。

后来为了方便人们的需要，拐杖集成的功能越来越多。

现在，拐杖已经开始智能化了。自动驾驶汽车上的技术被搬到了拐杖上，可以帮助人们探测和识别障碍物，并且在室内和室外都能追踪路线。

所以，这已经不是一根普通的拐杖，而是一根智能盲杖。

这款智能盲杖来自斯坦福大学智能系统实验室(Stanford University Intelligent Systems Laboratory)，该研究成果发表在《Science Robotics》杂志上。

论文的第一作者帕特里克·斯莱德（Patrick Slade）说，“我们想要的是更加方便用户使用的东西，而不仅仅是个白色的拐杖，它不仅能告诉你有一个物体挡住了你的去路，还能告诉你那个物体是什么，然后帮助你绕过它。”

论文地址：

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

搭载激光雷达、GPS，可根据目标实时导航

因为不清楚周围的环境，盲人只能小心翼翼走路。

如果路前面有个台阶，走的太快就会被绊倒，所以只能靠手中的盲杖一点一点敲击来感受，这个范围最多只能覆盖到周围一米左右。

那怎么能探测到更远的距离呢？自动驾驶汽车上的雷达或许是个好方法。

这个想法并非斯坦福大学的这个团队首创，这款盲杖也不是第一款智能盲杖，只不过，此前研发的带传感器的盲杖重量可能达到50磅，成本将近6000美元，没什么实用价值。

但是斯坦福大学团队研制的这一款盲杖，采用的传感器重量只有3磅，并且成本也大幅降低到400美元。

这款盲杖装备有一个激光雷达，一个GPS定位系统，另外还有加速计、磁力计和陀螺仪，就像一款智能汽车的简化版一样，可以实时输出用户的位置、速度、方向等信息。

这款使用基于人工智能寻路和机器人算法，比如即时定位与地图构建（SLAM）和视觉伺服来做出决定ーー引导用户走向地图中的一个目标。

盲杖的顶端还安装了一个电动的、360转向的轮子，可以时刻保持与地面的接触。这个轮子通过轻轻的推动可以就可以实现前后左右移动，引导视力受损的用户绕过障碍物。

硬件、软件都开源，可在家DIY

研究人员将增强手杖放在视力受损者和戴眼罩的视力正常者的手中。然后，他们被要求完成日常的导航挑战ーー走过走廊、避开障碍物和走过户外标志点。

在实地测试中，视力受损的参与者的行走速度就提高了大约20% 。对于戴着眼罩的视力正常的人来说，结果更加令人印象深刻，他们的速度提高了三分之一以上。

为了让更多人能够从这个项目收益，降低这款盲杖的使用成本，研究人员开源了项目的每一个方面，包括软件和硬件，该文件附有可下载的零件清单和如何用这些零件自己在家DIY的说明书。

作者表示，“我们希望优化这个项目，以便于复制和降低成本。任何人都可以免费下载所有的代码、材料清单和电子原理图。

但是Kochenderfer也补充说，这种手杖仍然只是一个研究原型。他表示: “在增强型手杖能够投入日常使用之前，还需要进行大量重要的工程和实验。”Kochenderfer表示他和团队欢迎工业界的合作伙伴提高设计效率，扩大生产规模，让这款增强型手杖更加经济实惠。

该团队的下一步工作包括对原型进行改进，并开发一种使用日常智能手机作为处理器的模型，这一进步可以改善功能，扩大技术的使用范围，并进一步降低成本。