Forscher der Stanford University haben einen Roboter-„intelligenten“ Gehstock entwickelt, der Menschen mit Sehbehinderungen mithilfe von Technologien führt, die für autonome Fahrzeuge entwickelt wurden.
Die meisten Sensorstöcke verwenden Ultraschall, um einen Benutzer zu benachrichtigen, dass sich ein Objekt direkt vor oder über ihnen befindet.
Aber das Team des Intelligent Systems Laboratory in Stanford stattete seinen erweiterten Gehstock mit einem LIDAR-Sensor aus, einer laserbasierten Technologie, die in einigen selbstfahrenden Autos verwendet wird, um den Abstand zu nahe gelegenen Hindernissen zu messen.
Der Gehstock enthält auch GPS im Smartphone-Stil, Beschleunigungsmesser, Magnetometer und Gyroskope, um die Position, Ausrichtung, Geschwindigkeit und Richtung eines Benutzers zu überwachen.
Ein motorisiertes, omnidirektionales Rad an der unteren Spitze hält den Kontakt mit dem Boden aufrecht und zerrt und schubst Benutzer sanft um Hindernisse herum.
Aber der Stock verwendet KI-generierte Algorithmen, um den Benutzer tatsächlich zu einem Ziel zu führen – wie einem Café oder einer U-Bahn – und nicht nur von einem Hindernis weg.
“Wir möchten, dass die Menschen die Kontrolle haben, ihnen aber das richtige Maß an sanfter Führung bieten, um sie so sicher und effizient wie möglich an ihr Ziel zu bringen”, sagt Mykel Kochenderfer, Professor für Luftfahrt und Experte für Systeme zur Kollisionsvermeidung in Flugzeugen, sagte in einer Erklärung.
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Der beschleunigte Gehstock, der von Ingenieuren des Intelligent Systems Lab der Stanford University (oben) entwickelt wurde, verwendet KI-generierte Algorithmen, um den Benutzer tatsächlich zu einem Ziel zu führen – wie einem Café oder einer U-Bahn – und nicht nur von einem Hindernis weg
Mit einem Gewicht von nur drei Pfund kann der Augmented Cane zu Hause mit kostenloser Open-Source-Software, einer herunterladbaren Teileliste und DIY-Lötanleitungen hergestellt werden, wobei der Preis bei etwa 400 US-Dollar liegt.
Andere High-Tech-Stöcke können fast 50 Pfund wiegen und mehr als 6.000 US-Dollar kosten.
“Wir wollten etwas Benutzerfreundlicheres als nur einen weißen Stock mit Sensoren”, sagte Patrick Slade vom Intelligent Systems Laboratory in Stanford in der Erklärung.
“Etwas, das Ihnen nicht nur sagen kann, dass sich ein Objekt auf Ihrem Weg befindet, sondern Ihnen auch sagen kann, was dieses Objekt ist, und Ihnen dann helfen, sich darin zurechtzufinden.”
Ein motorisiertes, omnidirektionales Rad an der unteren Spitze hält den Kontakt mit dem Boden aufrecht und zerrt und schubst den Benutzer sanft um Hindernisse herum
Die Forscher testeten ihren Prototyp sowohl mit Freiwilligen des Palo Alto Vista Centers für Blinde und Sehbehinderte als auch mit sehenden Teilnehmern, denen die Augen verbunden waren.
Sie alle wurden gebeten, alltägliche Navigationsaufgaben zu erledigen, wie zum Beispiel einen Flur entlangzugehen, sich draußen von einem Ort zum anderen zu bewegen und Hindernissen auszuweichen.
Mit einem Gewicht von nur drei Pfund kann der Augmented Cane zu Hause mit kostenloser Open-Source-Software, einer herunterladbaren Teileliste und DIY-Lötanleitungen hergestellt werden, wobei der Preis bei etwa 400 US-Dollar liegt
Der Gehstock erhöhte die Gehgeschwindigkeit für blinde Teilnehmer um etwa 20 Prozent gegenüber der alleinigen Verwendung eines Standard-Klappstocks.
Bei sehenden Menschen mit verbundenen Augen waren die Ergebnisse beeindruckender, da sie ihre Geschwindigkeit um mehr als ein Drittel erhöhten.
Sie machen das Gerät einfach, erschwinglich und quelloffen, “für einfache Replikation und Kosten”, sagte Kochenderfer.
“Jeder kann den gesamten Code, die Stückliste und die elektronischen Schaltpläne herunterladen – alles kostenlos.”
Kochenderfer hofft, dass ein Industriepartner nach vorne tritt, da weitere Experimente und Technik erforderlich sind, um den Augmented Cane alltagstauglich zu machen.
Die Ergebnisse der Studien sind in der Fachzeitschrift Science Robotics erschienen.
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation sind weltweit schätzungsweise 285 Millionen Menschen sehbehindert, davon 90 Prozent in Entwicklungsländern – davon allein 12 Millionen in Indien.
In den letzten zehn Jahren hat der traditionelle weiße Klappstock durch die Technologie einen Schub bekommen: Der SmartCane des indischen Start-ups AssisTech hilft sehbehinderten Benutzern, Gefahren am Boden und in der Luft zu vermeiden, indem er mit Ultraschall Hindernisse bis zu 3 Meter erkennt ein Weg.
An der Spitze eines standardmäßigen weißen Faltstocks angebracht, sendet es Ultraschallwellen aus, die auf der entsprechenden Seite vibrieren, wenn sie zurückprallen, um vor einem Hindernis vor Ihnen zu warnen.
Unterschiedliche Muster und Intensitäten lassen den Benutzer erkennen, wie weit ein Objekt entfernt ist, und seine Sensoren können einen Gegenstand mit einer Größe von nur einem Zoll erkennen.
„Blindheit ist nicht nur eine Krankheit, sondern hat auch die größeren Dimensionen sozialer Ausgrenzung, Stigmatisierung und Vernachlässigung“, sagte der SmartCane-Entwickler Rohal Paul 2014.
“Blinde werden beim Navigieren durch unbekanntes Terrain oft von überhängenden Ästen, hervorstehenden Klimaanlagen und parkenden Fahrzeugen überrascht.”
Der blinde Thomas Panek hat Google beauftragt, eine App zu entwickeln, die ihm hilft, selbstständig zu laufen. Hier nutzt er die Project Guideline App über ein Telefon, das an seinem Gurtzeug befestigt ist
Ein anderes Gerät, das UltraCane, verwendet eine ähnliche Technologie: Es ist mit einem Dual-Range-Schmalstrahl-Ultraschallsystem ausgestattet, das einen Gefahrenbereich vor dem Benutzer projiziert.
Der Unternehmer-Ingenieur Paul Clark hat mit dem UltraBike sogar einen Ultraschallsensor entwickelt, der am Lenker jedes handelsüblichen Fahrrads angebracht werden kann und dem Fahrer ständig richtungsabhängige Rückmeldungen über Hindernisse vor und an jeder Seite gibt.
Wenn etwas in die Nähe der Tasten unter dem entsprechenden Daumen kommt, beginnen sie zu vibrieren.
Im Jahr 2020 kündigte Google an, eine neue App zu testen, mit der blinde Menschen ohne Blindenhund oder menschlichen Assistenten alleine laufen können.
Project Guideline verwendet die Kamera eines Telefons, um eine Richtlinie auf einem Kurs zu verfolgen und sendet dann Audiohinweise über knochenleitende Kopfhörer an den Benutzer. Wenn der Läufer zu weit von der Mitte abweicht, wird der Ton auf der von ihm bevorzugten Seite lauter.