Многие из нас знают белую трость как важный и простой предмет, помогающий людям с нарушениями зрения ориентироваться в окружающем мире. Исследователи из университета Стэнфорда предложили недорогую инновационную автоматизированную трость, которая помогает людям с нарушениями зрения безопасно и быстро ориентироваться в окружающей обстановке. В США ученые разработали интеллектуальную трость для незрячих людей за 400 долларов.

Кандидат в доктора философии Стэнфорда Майкл Джон Райтор тестирует смарт-трость

 

Благодаря технологиям, используемым в производстве самоуправляемого транспорта, исследовательская группа создала автоматизированную трость, которая помогает слабовидящим людям обнаруживать и распознавать препятствия, легко перемещаться вокруг этих объектов и прокладывать оптимальные маршруты как в помещении, так и на улице.

Эта разработка - не первая "умная" трость. Существуют тяжелые и дорогие модели сенсорных тростей, вес которых достигает 20 кг, а стоимость составляет около 6 000 долларов. Имеющиеся в настоящее время сенсорные трости технологически довольно ограничены, они обнаруживают только объекты, находящиеся в непосредственной близости перед человеком. Данная трость оснащена самыми современными датчиками, весит около 1350 грамм, и может быть легко собрана в домашних условиях из имеющихся в продаже деталей и бесплатного программного обеспечения с открытым исходным кодом, а ее стоимость составляет 400 долларов.

Разработчики рассчитывают, что их изобретение станет приемлемым и полезным решением для более чем 250 миллионов людей с ограниченным зрением во всем мире.

"Нам хотелось создать что-то более комфортное для людей, чем просто белая трость с датчиками", - говорит Патрик Слейд, научный сотрудник Стэнфордской лаборатории интеллектуальных систем и первый автор статьи, опубликованной в издании Science Robotics, в которой описывается данное устройство. "Что-то, что не только сообщит вам о наличии препятствия на вашем пути, но и расскажет, что это за объект,  и как его лучше обойти"

Смарт-трость оснащена датчиком LIDAR.  LIDAR - это основанная на применении лазера технология, используемая в некоторых самоуправляемых автомобилях и самолетах, которая измеряет расстояние до ближайших препятствий. Трость оснащена также различными датчиками, включая GPS, акселерометры, магнитометры и гироскопы, аналогичные тем, что устанавливаются на смартфоны. Они отслеживают положение пользователя, скорость, направление движение и прочие необходимые параметры. Трость может самостоятельно принимать решения, используя алгоритмы поиска пути на основе искусственного интеллекта, такие как синхронная ориентация, картирование (SLAM) и визуальное сопровождение. 

"Наша лаборатория находится на кафедре аэронавтики и астронавтики, и было очень интересно взять некоторые из концепций, которые мы изучали, и применить их для помощи людям с нарушениями зрения", - говорит Майкель Коченерфер, доцент кафедры аэронавтики и астронавтики и эксперт по системам предупреждения столкновений самолетов, который является старшим автором исследования.

На кончике трости установлен специальный элемент устойчивости — моторизованное колесо, которое поддерживает контакт с землей. Это колесо ведет слабовидящего человека, мягко направляя и аккуратно подталкивая его влево или вправо, обходя препятствия. Оснащенная встроенным GPS эта трость может также направлять пользователя в определенные места, например, в любимый магазин в торговом центре или местный кафетерий.

В ходе практических испытаний, которые проводились на добровольных началах в Центре для слепых и слабовидящих Пало-Альто Виста, исследователи давали дополненную трость в руки людям с нарушениями зрения, а также зрячим людям с завязанными глазами. Затем их попросили выполнить повседневные задачи по перемещению - пройти по коридору, обойти препятствия и пройти по маршруту на улице.

"Мы хотим, чтобы люди контролировали ситуацию, но при этом устройство предоставляло им оптимальный уровень деликатного руководства, чтобы они шли туда, куда им нужно, максимально безопасно и комфортно", - говорит Кочендерфер.

В этой области смарт трость показала отличные результаты. Она помогла увеличить скорость ходьбы участников с ослабленным зрением примерно на 20 процентов по сравнению с обычной тростью. Для зрячих людей с повязками на глазах результаты были еще более впечатляющими: их скорость увеличилась более чем на треть. Увеличение скорости ходьбы связано с улучшением качества жизни, отмечает Слейд, поэтому есть надежда, что устройство сможет улучшить качество жизни своих владельцев.

При разработке устройства ученые используют открытый доступ к каждому из этапов проекта. "Мы хотели оптимизировать этот продукт для удобства использования и снижения стоимости. Любой желающий может бесплатно скачать весь код, спецификацию на материалы и электронные схемы", - говорит Кочендерфер.

"Вы можете собрать его дома. Установить наше бесплатное программное обеспечение . Это очень классно", - добавляет Слейд.

На сегодняшний момент работы по оптимизации и совершенствованию интеллектуальной трости еще не завершены. Прежде чем запустить ее в серийное производство учёным необходимо провести   множество инженерных изысканий и экспериментов. В дальнейших планах команды усовершенствовать модель таким образом, чтобы в качестве процессора использовался обычный смартфон, что позволит еще больше снизить стоимость данного изделия.