據不完全統計，中國目前的視障人士超過 1700 萬人，他們的日常出行是一個非常棘手的問題，雖然柺杖能為他們提供些許便利，但是車輛、路障仍是盲人出行的一大威脅。

編輯 | 琴酒

圖源 | stanford.edu&unsplash

而現在，這一切迎來了轉機。斯坦福大學的研究人員設計了一款機器人柺杖，可以引導視障人士安全地走過當前的環境，而且價格實惠，普通家庭也可以負擔。

研究人員借鑑了自動駕駛汽車的執行方式製造了這款機器人柺杖，可以自動探測和識別障礙物，並設計路線繞過這些物體，室內外均可使用。

這款機器人柺杖並不是第一款智慧柺杖。此前研發的感測器柺杖重量約為23千克，成本約為6000美元，而且由於技術受限，它僅能檢測到使用者面前的的物體，顯然它並不適合推廣使用。

而機器人柺杖配備了尖端感測器，僅1.4千克，可以用家裡用現成的部件和免費的開源軟體製造，成本約為400美元。

“我們想設計一種更人性化的智慧柺杖，而不僅僅是給普通柺杖裝上感測器，”斯坦福大學智慧系統實驗室的研究助理帕特里克·斯萊德（Patrick Slade）表示，斯萊德也是該研究的第一作者，“機器人柺杖不僅能告訴你有物體擋住了去路，還能告訴你這個物體是什麼，你怎樣走能繞過它。”

借鑑自動駕駛汽車技術

機器人柺杖配備了鐳射雷達感測器，鐳射雷達廣泛應用於自動駕駛的汽車、飛機中，可以測量所處的位置到附近障礙物的距離。

除了鐳射雷達感測器，機器人柺杖還配備了其他感測器，包括GPS、加速計、磁力計和陀螺儀，這些感測器的組合效果就像智慧手機上的感測器一樣，可以實時監測使用者的位置、速度、方向等。

柺杖頂端安裝了一個機動的、可以全方位使用的輪子，被稱為pièce de résistance。這個輪子與地面保持接觸的同時，會在路上輕輕左右滑動，以判斷附近的路況。

機器人柺杖內建的GPS和地圖功能還可以引導使用者前往想去的地點——比如喜歡的咖啡廳。

“我們研究的初衷是希望機器人柺杖在易於控制的同時，能為視障人士提供溫和地指引，讓他們儘可能安全地前往想去的地方。”該研究的合著者之一、斯坦福大學航空航天副教授邁克爾·科欽德費爾（Mykel Kochenderfer）表示。

研究人員對視障人士和志願者開展了機器人柺杖的實際使用實驗，視障人士和蒙上雙眼的志願者需每天使用機器人柺杖完成一些日常任務：穿過走廊、避開障礙物、戶外行走。

實驗的結果表明機器人柺杖不負眾望，視障人士在使用機器人柺杖後，行走速度比使用普通柺杖時提高了約20%。而戴著眼罩的志願者的行走速度提高了三分之一以上。

斯萊德指出，視障人士的走路速度與生活質量息息相關，如果能提升行走的速度，使用者的生活也能隨之改善。

向大眾公開所有研發資料

研究人員公開了該專案的所有資料。“我們想和所有人一起最佳化設計、簡化製作過程以及降低成本。任何人都可以免費下載所有程式碼、材料清單和電子原理圖。”科欽德費爾表示。

“所需材料都很容易買到，如果你想自己做一根機器人柺杖，你甚至可以在家完成組裝和焊接，然後搭配我們的程式碼執行。這非常酷！”斯萊德補充道。

科欽德費爾指出，機器人柺杖仍處在研究的初級階段。“在正式量產機器人柺杖並投入日常使用之前，它還需要經過大量的實驗，況且，它的設計還有最佳化的空間，”科欽德費爾補充道，“我們非常歡迎各界夥伴一同合作——最佳化設計、降低成本、使它易於量產，我們希望能讓更多有需要的人以更低的價格擁有它。”

【《科學焦點》雜誌（wx：kexuejiaodian）是英國Science Focus雜誌的版權合作方，專注報道即將改變人類社會的重要研究、先進技術和創新產品】

參考資訊

[1]https://hai.stanford.edu/news/stanford-researchers-build-400-self-navigating-smart-cane

[2]https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abg6594