5位华人学生开发出了机器导盲犬！四足机器人技能又+1

晓查 2021-04-28 22:50:52 来源：量子位

丰色 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

今天是四月的最后一个星期三，也是世界导盲犬日。

而在不久前，来自加州大学伯克利分校的研究团队，开发了一款机器人，可以用来壮大导盲犬的队伍了！

该机器导盲犬配有一个可自动切换松紧状态的牵引绳，能狗帮助盲人在混乱的室内环境中安全穿行。

“还别说，长得和动物导盲犬也很像！”

或许将来这种机器导盲犬真的可以替代辛苦的狗狗们。

可按需切换松紧状态的牵引绳

这款导盲犬机身采用一个名为Mini Cheetah (迷你豹)的小型四足机器人。

身上配备了2D LiDAR来感应环境，一个置于万向架上的摄像头来探测前进方向，以及一根牵引绳和绳上可以测量盲人施加和施加给盲人的力的传感器。

关于使用牵引绳而不是传统导盲机器的机械臂设计，研究人员解释道，可切换松紧状态的牵引绳，可以防止在狭小的转角地带卡住。

这只机器人本身也小巧，可以带着盲人穿行很多以往大底盘导航机器不能通过的地方。

利用该团队自己开发的“混合物理人机交互模型”（ hybrid physical human-robot interaction model），当该机器导盲犬进入到一个狭窄的空间比如走廊的一角时，它会先松开皮带，在不直接影响人类姿势的情况下重新定位。调整好姿势后，就会拉紧绳子，盲人就可以接收到继续前行的“信号”了。

另外，还可以测绘出相关地图，并能在地图上进行路径规划。并把地图加载到导盲犬身上，只需简单设置目的地，就可帮助盲人到达目的地！

通过激光雷达，还可实时获悉导盲犬和盲人在地图上的位置。

在导盲测试中，机器人导盲犬必须引导蒙着眼睛的人到达特定的位置，同时避免与障碍物的碰撞。测试的结果很成功！

右上角的实时地图中，蓝色标记和橙色标记分别代表导盲犬和盲人。橙色线表示人类轨迹，绿色线表示导盲犬的参考规划路线。

比动物导盲犬训练成本低

对开发这种机器导盲犬的初衷，研究人员表示，因为训练一只动物导盲犬的成本太高了，而且训练好的技能无法从一只狗迁移到下一只。

ps. 确实，获得一只合格的导盲犬需要至少等上一年，更别提花费至少12万（参考国内市场价格）。

而此机器狗本身不到300美元（折合人民币不到2000），用到的2D激光雷达价格也是2000元左右，摄像头不到1400元。

加上算法和技术可轻松复制，大规模制造使机器导盲犬的成本也会随之大大降低，这样便能够造福更多的视力障碍者。

并且由于四足机器人在形状和大小上都类似于狗，比其他机器导盲工具更容易为人类所接受。还不容易产生排便问题和进入公共场合的争议。而可植入地图设置目的地的功能，更是让不会阅读地图的动物导盲犬“相形见绌”。

因此，它们可能是导盲犬的最佳替代品！

作者介绍

此次研究来自加州大学伯克利分校的Hybrid Robotics机器人项目组。

由导师Koushil Sreenath带领以下五位华人学生参与。

肖岸星，哈工大自动化本科在读。

童闻哲，哈工大学机器人技术专业四年级本科生。

Yang Lizhi，加州大学伯克利分校本科学生。

李钟毓，来自江西南昌，本科就读于浙江大学竺可桢学院，大四申请去卡内基梅隆大学机器人研究所做科研实习，因表现优异，被推荐到伯克利大学机械系控制和机器人方向直博。

Zeng Jun，同为UC Berkeley学生，博士在读，本科上海交大。

最后，此研究下一步的目标是使这只机器人导盲犬能够在更复杂的户外环境中导航。

或许不久的将来，这种拉风的机器导盲犬真的可以替代辛苦的狗狗们，带着盲人上街了！

参考链接：
[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