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丹佛斯/DANFOSS
根據中國盲協相關數據，我國約有1731萬視障人士，他們在日常生活中面臨諸多不便，往往都需要陪同與幫助。導盲犬是盲人參與社會生活的重要伴侶，但是其在數量和培育等方面存在局限，遠遠不能滿足需求。上海交通大學機械與動力工程學院高峰教授團隊研發的“六條腿”導盲機器人，推動了這一問題的有效解決。
5月28日，高峰教授在“導盲六足機器人”新聞發布會上介紹相關情況。
該款機器人具有視覺環境感知功能，可自主導航至目的地、動態躲避障礙、識別紅綠燈等，通過批量化生產、人工智能輔助可有效降低成本、提升智能，解決導盲犬數量短缺的問題。此外，通過后臺建立完整的互聯網服務體系，機器人還可以實現居家陪護、應急處理，帶領盲人抵達更多地方等功能。
突破人機交互技術
成為視障人士的“第二雙眼睛”
和盲人建立有效溝通，理解使用者意圖的同時維持自身動作協調是機器人的首要任務。
高峰教授團隊在導盲機器人上集成了聽覺、觸覺和力覺三種交互方式，實現盲人與導盲六足機器人之間的人機智能感知與順應性行為。機器人可根據盲人的語音指令，快速響應、準確識別，目前語音識別準確率為90%以上，響應速度在1秒之內。機器人可通過語音下發指令，同時實時反饋行走和環境狀況等信息，實現雙向智能交互。盲杖可實現盲人與機器人之間的力覺交互，向盲人提供牽引力和轉向力矩，引導其前進和轉向，同時盲人可以推拉盲杖來動態調整機器人的行走速度。目前機器人最大速度達3m/s，能夠滿足盲人慢走、快走、跑步等需求，且六足的獨特構型優勢確保機器人可以低噪聲穩定行走。
人機交互與機器人自律協同控制是機器人利用邏輯推理、自律決策實現智能導盲作業行為。團隊研制的導盲機器人已實現在各類地形場景中自律協同控制效果。
突破自適應控制技術
助推盲人“無礙”行走
定位精準是導盲任務的核心要求之一，團隊通過多傳感器數據緊耦合方式，建立了雷達-慣性里程計系統，通過滑動窗口法耦合歷史幀數據，大幅減少點云運動畸變，并設計了多維度的狀態殘差，顯著提高了系統狀態估計的精度和魯棒性，實現了三維環境地圖的精準建立與機器人自身的精準定位。
團隊采用模型預測和實時滾動優化方法實現了機器人的路徑規劃和自主避障，敏捷自主躲避靜態和動態障礙物，保障導盲任務的安全性。根據室內外不同場景的導航任務需求制定策略，大幅提高定位與導航精度，并且通過深度學習和數字圖像處理技術實現對交通信號的辨別，保障出行安全。此外還實現了各類地形下機器人的步態規劃和平滑切換，如臺階、樓梯等，實現機器人對不同地形的自適應動態敏捷柔順行走。
產學研用結合
助力導盲機器人走向千家萬戶
目前導盲機器人已進入實地測試階段，在整個研究推進過程中，由視障人士參與線下展示與功能測試，未來團隊也將根據視障人士的實時反饋，對機器人持續研發、調試。
導盲機器人的實際應用，不單單是機器人本身的應用，還需要后臺大數據的支持，需要強大的運維團隊的支持以及一系列推廣普及的測試。團隊還與索辰科技密切合作，面向導盲機器人需求，開展商業化推廣，為改善我國視障人士生活貢獻一份力量。
來源：重大裝備設計與控制工程研究所
編輯：學院黨政辦—組織宣傳辦公室
原標題：“導盲機器人”來了！高峰教授團隊科技創新！
浙公網安備 33010602000006號
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