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“你好，小狗！”“主人，我在！” “我要回到学院里”“好的” …… 近日，青年报·青春上海记者 在上海交通大学闵行校区 机动学院实地体验了一把 交大团队研发的 “导盲六足机器人” 这样的机器人，靠谱吗？
可识别红绿灯 安全导航过马路 根据中国盲协相关数据，我国约有1731万名视障人士，这意味着每一百人中就至少有一位视障者。他们对物体、方向、位置感知比较差，出行中还可能面临盲道走不通，电梯没有语音提示等诸多不便。视障群体想要参加演唱会、逛街、逛公园，参加各种体育活动，感受生活的丰富多彩，这些往往都需要陪同与帮助。 目前，导盲犬作为盲人出行、参与社会生活的重要伴侣，展现出其不可或缺的温暖力量。但是，和庞大的视障人士数量对比，全国现役导盲犬数量仅四百多只，也就是四万多名视障人士才配有一只导盲犬。 
导盲犬盖娅在青年报·青春上海限时快闪店。青年报·青春上海记者 丁文佳/摄
不仅如此，导盲犬的培育还需要极高的培训成本，以及极长的训练周期，仅依靠导盲犬远远不能满足我国千万余名视障人士的需求。 上海交通大学机械与动力工程学院高峰教授团队研发的一款“六条腿”导盲机器人最近出现在了中国残联主办的“科技助残 共享美好生活”展会上，当即吸引了众多人的目光。该款机器人具有视觉环境感知功能，可自主导航至目的地、动态躲避障碍、识别红绿灯等。 
“就以过马路来说，导盲犬其实是色盲，并不能辨识红绿灯，而这样的导盲机器人因为配有激光雷达、摄像头等，在探测周围环境时会更敏锐准确。”高峰说。 可以说，一旦通过批量化生产、人工智能辅助便可有效降低成本、提升智能，解决导盲犬数量短缺的问题。不仅如此，通过后台建立完整的互联网服务体系，导盲机器人还可以实现居家陪护、应急处理，带领盲人抵达更多地方等功能。
突破人机交互技术 据介绍，突破人机交互技术和盲人建立有效沟通，让导盲机器人理解使用者意图的同时维持机器人自身动作协调，是导盲机器人的首要任务。 为此，高峰教授团队在导盲机器人上集成了听觉、触觉和力觉三种交互方式，实现盲人与导盲六足机器人之间的人机智能感知与顺应性行为。机器人可根据盲人的语音指令，基于深度学习端到端语音识别模型理解语义信息，快速响应、准确识别，目前语音识别准确率为90%以上，响应速度在1秒之内。 
机器人可通过语音下发指令，如启动、停止、设定目的地、加速、减速等；同时机器人实时反馈行走和环境状况等信息，实现双向智能交互。 盲杖可以实现盲人与导盲机器人之间的力觉交互，向盲人提供牵引力和转向力矩，引导盲人前进和转向，同时盲人可以推拉盲杖来动态调整机器人的行走速度。目前机器人最大速度达3m/s，能够满足盲人慢走、快走、跑步等出行需求，而且，六足的独特构型优势，还能确保机器人可以低噪声稳定行走。 
如今，高峰教授团队基于导盲机器人的动力学模型，构建层级递进式外力估计、触地检测、坡度估计、运动状态估计模型算法，融合机器人关节、惯性导航、行为节律、历史状态等多源信息，进行多目标集成的状态观测和反馈优化的平衡控制，已经能够实现导盲机器人在各类地形场景中自律协同控制效果。
助推盲人“无碍”行走 定位精准是导盲任务的核心要求之一，高峰教授团队通过多传感器数据紧耦合方式，建立了雷达-惯性里程计系统，通过滑动窗口法耦合历史帧数据，大幅减少点云运动畸变，并设计了多维度的状态残差，显著提高了系统状态估计的精度和鲁棒性，实现了三维环境地图的精准建立与机器人自身的精准定位。 目前，团队基于全局环境地图和实时感知的局部动态地图，采用模型预测和实时滚动优化方法实现机器人的路径规划和自主避障，敏捷自主躲避静态和动态障碍物，保障导盲任务的安全性。团队还利用深度相机，通过深度学习和数字图像处理技术实现对交通信号的辨别，保障出行安全。 
团队基于地形变化信息和机器人稳定性与运动性的协调，可实现各类地形下机器人的步态规划和平滑切换。针对台阶、楼梯等典型地形环境，采用多约束优化算法规划机器人稳定行走步态；通过采集机器人腿部足端力觉信息，使用机器学习方法来实时辨识足-地接触模型，实现机器人对不同地形的自适应动态敏捷柔顺行走。 如今，这一导盲机器人已进入实地测试阶段。最近，团队就带着这款机器人在虹桥机场做了测试，并得到很多使用反馈帮助改进参数。在整个研究推进过程中，也由视障人士参与线下展示与功能测试，得到实时反馈，对机器人进行持续研发、调试。 
看到这一导盲机器人后 网友纷纷表示： “太酷啦” “真是一件很好的事” “我以为我眼花了呢” 
导盲机器人的实际应用 不单单是机器人本身的应用 还需要后台大数据的支持 强大的运维团队等 希望通过其落地使用 为改善我国视障人士生活 真正贡献一份力量 为交大团队点赞！
作者：青年报·青春上海记者 刘昕璐/文 施培琦/图、视频 部分来源：上海交通大学、网友评论 责任编辑：赫兹 校审：神小丢、林桂人 终审：扬清
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