亚博官网在线登录

針對臺階、樓梯等典型地形環(huán)境，團(tuán)隊(duì)采用多約束優(yōu)化算法規(guī)劃機(jī)器人穩(wěn)定行走步態(tài)；通過采集機(jī)器人腿部足端力覺信息，使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法來實(shí)時(shí)辨識足-地接觸模型，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對不同地形的自適應(yīng)動態(tài)敏捷柔順行走。

定位精準(zhǔn)是導(dǎo)盲任務(wù)的核心要求之一，團(tuán)隊(duì)通過多傳感器數(shù)據(jù)緊耦合方式，建立了雷達(dá)-慣性里程計(jì)系統(tǒng)，通過滑動窗口法耦合歷史幀數(shù)據(jù)，大幅減少點(diǎn)云運(yùn)動畸變，并設(shè)計(jì)了多維度的狀態(tài)殘差，顯著提高了系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的精度和魯棒性，實(shí)現(xiàn)了三維環(huán)境地圖的精準(zhǔn)建立與機(jī)器人自身的精準(zhǔn)定位。

導(dǎo)盲機(jī)器人在復(fù)雜地形行走需要更高的自主規(guī)劃能力，這類自主規(guī)劃功能通常包含地面信息的獲取和建模、定位導(dǎo)航、落腳點(diǎn)的選擇、身體位姿規(guī)劃以及連續(xù)運(yùn)動的規(guī)劃等。

亚博官网在线登录“你好小狗，我要走到學(xué)院大廳。”戴著眼罩的測試者手中握著導(dǎo)盲杖，杖的另一頭連著一只六足機(jī)器小狗。測試者說完，小狗在原地抬起六足，蹬幾下地，然后緩緩牽引身后人向前走。測試者若是“心急”推推導(dǎo)盲桿，那小狗便會接收到指令，默默加快步伐。

而基于全局環(huán)境地圖和實(shí)時(shí)感知的局部動態(tài)地圖，科研團(tuán)隊(duì)采用模型預(yù)測和實(shí)時(shí)滾動優(yōu)化方法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的路徑規(guī)劃和自主避障，敏捷自主躲避靜態(tài)和動態(tài)障礙物，保障導(dǎo)盲任務(wù)的安全性。

據(jù)高峰介紹，“導(dǎo)盲六足機(jī)器人”具有視覺環(huán)境感知功能，可自主導(dǎo)航至目的地、動態(tài)躲避障礙、識別紅綠燈等。該款機(jī)器人如通過批量化生產(chǎn)、人工智能輔助，可有效降低成本、提升智能，可解決導(dǎo)盲犬?dāng)?shù)量短缺的問題。不僅如此，通過后臺建立完整的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)體系，導(dǎo)盲機(jī)器人還可以實(shí)現(xiàn)居家陪護(hù)、應(yīng)急處理，帶領(lǐng)盲人抵達(dá)更多地方等功能。

人機(jī)交互與機(jī)器人自律協(xié)同控制是機(jī)器人融合感知信息、任務(wù)需求、人機(jī)交互的指令，利用邏輯推理、自律決策，可實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)盲作業(yè)行為。基于導(dǎo)盲機(jī)器人的動力學(xué)模型，高峰團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了層級遞進(jìn)式外力估計(jì)、觸地檢測、坡度估計(jì)、運(yùn)動狀態(tài)估計(jì)模型算法，融合機(jī)器人關(guān)節(jié)、慣性導(dǎo)航、行為節(jié)律、歷史狀態(tài)等多源信息，進(jìn)行多目標(biāo)集成的狀態(tài)觀測和反饋優(yōu)化的平衡控制，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)盲機(jī)器人在各類地形場景中自律協(xié)同控制效果。

此外，機(jī)器人可通過語音下發(fā)指令，如啟動、停止、設(shè)定目的地、加速、減速等，同時(shí)實(shí)時(shí)反饋行走和環(huán)境狀況等信息，實(shí)現(xiàn)雙向智能交互。盲杖可以實(shí)現(xiàn)盲人與導(dǎo)盲機(jī)器人之間的力覺交互，向盲人提供牽引力和轉(zhuǎn)向力矩，引導(dǎo)盲人前進(jìn)和轉(zhuǎn)向。盲人也可以推拉盲杖來動態(tài)調(diào)整機(jī)器人的行走速度。目前機(jī)器人最大速度達(dá)3m/s，能夠滿足盲人慢走、快走、跑步等出行需求，且六足的獨(dú)特構(gòu)型優(yōu)勢確保機(jī)器人可以低噪聲穩(wěn)定行走。

團(tuán)隊(duì)在導(dǎo)盲機(jī)器人上集成了聽覺、觸覺和力覺三種交互方式，實(shí)現(xiàn)盲人與導(dǎo)盲六足機(jī)器人之間的人機(jī)智能感知與順應(yīng)性行為。機(jī)器人可根據(jù)盲人的語音指令，基于深度學(xué)習(xí)端到端語音識別模型理解語義信息，快速響應(yīng)、準(zhǔn)確識別，目前語音識別準(zhǔn)確率為90%以上，響應(yīng)速度在1秒之內(nèi)。

此外，導(dǎo)盲機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用，不單單是機(jī)器人本身的應(yīng)用，還需要后臺大數(shù)據(jù)的支持，需要強(qiáng)大的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的支持以及一系列推廣普及的測試。據(jù)了解，高峰團(tuán)隊(duì)還與索辰科技密切合作，面向?qū)C(jī)器人需求，開展了商業(yè)化推廣。上海交通大學(xué)負(fù)責(zé)基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，索辰科技負(fù)責(zé)產(chǎn)品工程化以及產(chǎn)業(yè)化運(yùn)維和推廣，雙方共同努力，并借助社會力量，加快導(dǎo)盲六足機(jī)器人的落地使用，為改善我國視障人士生活貢獻(xiàn)一份力量。

高峰介紹，目前，團(tuán)隊(duì)研發(fā)制成的導(dǎo)盲機(jī)器人已進(jìn)入實(shí)地測試階段。在整個研究推進(jìn)過程中，由視障人士參與線下展示與功能測試，未來團(tuán)隊(duì)也將根據(jù)視障人士的實(shí)時(shí)反饋，對機(jī)器人持續(xù)研發(fā)、調(diào)試。

高峰談到，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，我國視障人士已經(jīng)突破1700萬人，這意味著每100人中就有至少一位視障者。但是，和龐大的視障人士數(shù)量對比，全國現(xiàn)役導(dǎo)盲犬?dāng)?shù)量僅幾百只。不僅如此，導(dǎo)盲犬的培育還需要極高的培訓(xùn)成本，以及極長的訓(xùn)練周期，并且許多場合能否允許工作中的導(dǎo)盲犬進(jìn)入尚處于討論當(dāng)中，僅僅依靠導(dǎo)盲犬遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國千萬余名視障人士的需求。基于此，團(tuán)隊(duì)開始了導(dǎo)盲六足機(jī)器人的研發(fā)工作。

根據(jù)室內(nèi)導(dǎo)航任務(wù)需求，團(tuán)隊(duì)制定了室內(nèi)場景的多層導(dǎo)航策略，構(gòu)建了層次拓?fù)涞貓D實(shí)現(xiàn)室內(nèi)全局路徑規(guī)劃；針對室外場景，基于環(huán)境地圖結(jié)合GPS信息進(jìn)行多傳感器融合，大幅提高定位與導(dǎo)航精度。團(tuán)隊(duì)還利用深度相機(jī)，通過深度學(xué)習(xí)和數(shù)字圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對交通信號的辨別，保障使用者出行安全。

這是一款來自上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院高峰教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“六條腿”導(dǎo)盲機(jī)器人。在剛剛過去的由中國殘聯(lián)主辦的“科技助殘 共享美好生活”展會上，這款機(jī)器人吸引了眾多人的目光。5月28日，高峰在上海交大對這款機(jī)器人進(jìn)行了一次集中介紹。