根据中国盲人协会的相关数据，中国约有1731万视障人士在日常生活中面临诸多不便，往往需要陪伴和帮助。导盲犬是盲人参与社会生活的重要伴侣，但其数量和培养有限，远远不能满足需求。上海交通大学机械与动力工程学院高峰教授团队开发的“六条腿”导盲机器人促进了这一问题的有效解决。
5月28日，高峰教授在“导盲六足机器人”新闻发布会上介绍了相关情况。
该机器人具有视觉环境感知功能，可独立导航到目的地、动态避障、识别红绿灯等。通过大规模生产和人工智能辅助，可以有效降低成本，提高智能，解决导盲犬数量短缺的问题。此外，通过建立一个完整的互联网服务系统，机器人还可以实现家庭护送和应急处理，并引导盲人到达更多的地方。
突破人机交互技术
成为视障人士的“第二双眼睛”
机器人的首要任务是与盲人建立有效的沟通，了解用户的意图，同时保持自己的动作协调。
高峰教授团队在导盲机器人上集成了三种交互方式：听觉、触觉和力感，实现了人机智能感知和盲人与导盲六足机器人之间的顺应性行为。根据盲人的语音指令，机器人可以快速准确地响应和识别。目前，语音识别的准确率在90%以上，响应速度在1秒以内。在实现双向智能交互的同时，机器人可以通过语音发送指令，实时反馈行走和环境状况等信息。盲杖可以实现盲人与机器人之间的力感交互，为盲人提供牵引力和转向扭矩，引导盲人前进和转向。同时，盲人可以推动盲杖动态调整机器人的行走速度。当前机器人最大速度为3m///s，能满足盲人慢走、快走、跑步等需要，并且六足独特的结构优势保证了机器人能以低噪音稳定行走。
人机交互与机器人自律协同控制是机器人利用逻辑推理和自律决策实现智能导盲操作的行为。团队开发的导盲机器人在各种地形场景中实现了自律协同控制效果。
突破自适应控制技术
帮助盲人“无障碍”行走
定位精度是导盲任务的核心要求之一，团队通过多传感器数据紧密耦合，建立雷达惯性里程计系统，通过滑动窗口耦合历史帧数据，大大减少点云运动畸变，设计多维状态残余，显著提高系统状态估计精度和鲁棒，实现三维环境地图和机器人本身的精确定位。
团队采用模型预测和实时滚动优化方法，实现机器人路径规划和独立避障，快速独立避免静态和动态障碍，确保导盲任务的安全。根据室内外不同场景的导航任务需求制定策略，通过深度学习和数字图像处理技术，大大提高定位和导航精度，识别交通信号，确保出行安全。此外，还实现了台阶、楼梯等各种地形下机器人的步态规划和平滑切换，实现了机器人对不同地形的自适应，动态、敏捷、顺畅地行走。
结合产学研用
帮助导盲机器人走向千家万户
目前，导盲机器人已进入现场测试阶段。在整个研究过程中，视障人员将参与离线显示和功能测试。未来，团队还将根据视障人员的实时反馈，继续开发和调试机器人。
导盲机器人的实际应用不仅是机器人本身的应用，还需要背景大数据的支持、强大的操作和维护团队的支持以及一系列的推广和推广测试。团队还与索辰科技密切合作，满足导盲机器人的需求，开展商业推广，为改善我国视障人士的生活做出贡献。
来源：重大设备设计与控制工程研究所
编辑：学院党政办-组织宣传办
原标题:“导盲机器人”来了！高峰教授团队科技创新！