研究人员表示，一款新型平价智能手杖正帮助视障人士安全、高效地在周围环境中通行。
这款新手杖配备先进传感器，重量仅三磅，可在家用现成零部件组装，售价仅为400美元。
研究人员希望，这款设备能为全球超过2.5亿视力受损人士提供一种平价实用的选择。
研究人员表示，一款新型平价智能手杖可引导视障人士安全、高效地在周围环境中通行。
大多数人都知道，白手杖是一种简单却至关重要的工具，可帮助视障人士在世界各地行走。
研究团队借鉴自动驾驶汽车的技术，打造了这款增强型手杖，帮助人们探测和识别障碍物、轻松绕行，并在室内外按照路线行进。
增强型手杖并非首款智能手杖。研究用传感器手杖可能又重又贵，重量最高可达50磅，价格约为6,000美元。目前市面上的传感器手杖在技术上仍有限，只能探测使用者正前方的物体。
这款新手杖配备先进传感器，重量仅三磅，可在家用现成零部件和免费开源软件组装，售价为400美元。
研究人员希望，这款设备能为全球超过2.5亿视力受损人士提供一种平价实用的选择。
斯坦福大学智能系统实验室研究生助理、该研究第一作者帕特里克·斯莱德表示：“我们想要一种比单纯在白手杖上加装传感器更方便使用的产品。”该研究发表于《科学机器人》。“它不仅能告诉你前方有障碍物，还能告诉你那是什么，并帮助你绕开它。”
配备GPS和陀螺仪的机器人手杖
增强型手杖配备了激光雷达传感器。激光雷达是一种基于激光的技术，一些自动驾驶汽车和飞机会用它测量附近障碍物的距离。手杖还配有GPS、加速度计、磁力计和陀螺仪等传感器，类似于智能手机中的传感器，可监测使用者的位置、速度、方向等信息。
手杖利用基于人工智能的路径寻找和机器人算法作出判断，例如同步定位与地图构建（SLAM）和视觉伺服——引导使用者朝图像中的物体移动。
手杖尖端安装着这款设备的精妙之处——一个带电机的全向轮，始终与地面接触。这个轮子通过轻轻拉动和推动，引导视力受损的使用者左右绕开障碍物。增强型手杖具备内置GPS和地图功能，甚至能引导使用者前往精确地点——例如购物中心里最喜欢的商店或当地咖啡馆。
研究人员通过帕洛阿尔托视障人士中心招募志愿者开展了真实环境测试，让视障人士以及戴着眼罩的视力正常人士使用增强型手杖。随后，他们被要求完成日常导航任务，包括走过走廊、避开障碍物以及穿行于室外路线点之间。
资深作者、航空航天学副教授兼飞机防撞系统专家迈克尔·科亨德弗表示：“我们希望由使用者掌控方向，同时为他们提供恰到好处的轻柔引导，让他们尽可能安全、高效地抵达目的地。”
在这方面，增强型手杖表现出色。与单独使用白手杖相比，它使视力受损参与者的步行速度提高了约20%。对于戴眼罩的视力正常人士，效果更为显著，步行速度提高了三分之一以上。斯莱德指出，步行速度提升与生活质量改善有关，因此研究人员希望这款设备能改善使用者的生活质量。
自己动手制作
研究人员将该项目的所有内容都以开源方式发布。论文附有可下载的零部件清单和在家自行焊接的说明。
科亨德弗表示：“我们希望优化这个项目，让它易于复制且成本低廉。任何人都可以免费下载所有代码、物料清单和电子原理图。”
斯莱德补充说：“在家把它焊接起来，运行我们的代码。挺酷的。”
不过，科亨德弗指出，这款手杖仍是研究原型。“要让它适合日常使用，还需要大量重要的工程工作和实验，”他说，并补充说，他和团队欢迎产业界合作伙伴加入，共同简化设计并扩大生产规模，让增强型手杖更加平价。
团队接下来的工作包括改进原型，并开发一款以日常智能手机作为处理器的型号。这项进展有望提升功能、扩大技术的可及性，并进一步降低成本。
这项研究由美国国家科学基金会、斯坦福研究生奖学金项目和斯坦福以人为本人工智能研究院资助。
