根據中國盲協相關數據，我國約有1731萬視障人士，這意味著每一百人中就至少有一位視障者。他們對物體、方向、位置感知比較差，出行中還可能麵臨盲道走不通，電梯沒有語音提示等諸多不便。視障群體想要參加演唱會、逛街、逛公園，參加各種體育活動，感受生活的豐富多彩，這些往往都需要陪同與幫助。目前導盲犬作為盲人出行、參與社會生活的重要伴侶，展現出其不可或缺的溫暖力量。但是，和龐大的視障人士數量對比，全國現役導盲犬數量僅四百多隻，也就是四萬多視障人士才配有一隻導盲犬。不僅如此，導盲犬的培育還需要極高的培訓成本，以及極長的訓練周期，並且許多場合能否允許工作中的導盲犬進入尚處於討論當中，僅僅依靠導盲犬遠遠不能滿足我國千萬餘名視障人士的需求。

　　5月28日，在上海交大導盲六足機器人新聞發布會上，機械與動力工程學院高峰教授團隊研發的一款“六條腿”導盲機器人吸引了眾多人的目光，該款機器人具有視覺環境感知功能，可自主導航至目的地、動態躲避障礙、識別紅綠燈等。據介紹，該款機器人通過批量化生產、人工智能輔助可有效降低成本、提升智能，解決導盲犬數量短缺的問題。不僅如此，通過後台建立完整的互聯網服務體係，導盲機器人還可以實現居家陪護、應急處理，帶領盲人抵達更多地方等功能。

突破人機交互技術，讓導盲機器人成為視障人士的“第二雙眼睛”

　　和盲人建立有效溝通，讓導盲機器人理解使用者意圖同時維持機器人自身動作協調是導盲機器人的首要任務。

　　高峰團隊在導盲機器人上集成了聽覺、觸覺和力覺三種交互方式，實現盲人與導盲六足機器人之間的人機智能感知與順應性行為。機器人可根據盲人的語音指令，基於深度學習端到端語音識別模型理解語義信息，快速響應、準確識別，目前語音識別準確率為90%以上，響應速度在1秒之內。機器人可通過語音下發指令，如：啟動、停止、設定目的地、加速、減速等；同時機器人實時反饋行走和環境狀況等信息，實現雙向智能交互。盲杖可以實現盲人與導盲機器人之間的力覺交互，向盲人提供牽引力和轉向力矩，引導盲人前進和轉向，同時盲人可以推拉盲杖來動態調整機器人的行走速度。目前機器人最大速度達3m/s，能夠滿足盲人慢走、快走、跑步等出行需求，且六足的獨特構型優勢確保機器人可以低噪聲穩定行走。

　　人機交互與機器人自律協同控製是機器人融合感知信息、任務需求、人機交互的指令，利用邏輯推理、自律決策實現智能導盲作業行為。高峰教授團隊基於導盲機器人的動力學模型，構建層級遞進式外力估計、觸地檢測、坡度估計、運動狀態估計模型算法，融合機器人關節、慣性導航、行為節律、曆史狀態等多源信息，進行多目標集成的狀態觀測和反饋優化的平衡控製，已經能夠實現導盲機器人在各類地形場景中自律協同控製效果。

突破基於視覺和力覺的環境-任務自適應控製技術，助推盲人“無礙”行走

　　導盲機器人在複雜地形行走需要更高的自主規劃能力，這類自主規劃功能通常包含地麵信息的獲取和建模、定位導航、落腳點的選擇、身體位姿規劃以及連續運動的規劃等。

　　定位精準是導盲任務的核心要求之一，高峰教授團隊通過多傳感器數據緊耦合方式，建立了雷達-慣性裏程計係統，通過滑動窗口法耦合曆史幀數據，大幅減少點雲運動畸變，並設計了多維度的狀態殘差，顯著提高了係統狀態估計的精度和魯棒性，實現了三維環境地圖的精準建立與機器人自身的精準定位。

　　團隊基於全局環境地圖和實時感知的局部動態地圖，采用模型預測和實時滾動優化方法實現機器人的路徑規劃和自主避障，敏捷自主躲避靜態和動態障礙物，保障導盲任務的安全性。根據室內導航任務需求，團隊製定了室內場景的多層導航策略，構建了層次拓撲地圖實現室內全局路徑規劃；針對室外場景，基於環境地圖結合GPS信息進行多傳感器融合，大幅提高定位與導航精度。團隊還利用深度相機，通過深度學習和數字圖像處理技術實現對交通信號的辨別，保障出行安全。

　　團隊基於地形變化信息和機器人穩定性與運動性的協調，可實現各類地形下機器人的步態規劃和平滑切換。針對台階、樓梯等典型地形環境，采用多約束優化算法規劃機器人穩定行走步態；通過采集機器人腿部足端力覺信息，使用機器學習方法來實時辨識足-地接觸模型，實現機器人對不同地形的自適應動態敏捷柔順行走。

產學研用結合，助力導盲機器人走向千家萬戶

　　高峰團隊研發製成的導盲機器人已進入實地測試階段。在整個研究推進過程中，由視障人士參與線下展示與功能測試，未來團隊也將根據視障人士的實時反饋，對機器人持續研發、調試。導盲機器人的實際應用，不單單是機器人本身的應用，還需要後台大數據的支持，需要強大的運維團隊的支持以及一係列推廣普及的測試。據了解，團隊還與索辰科技密切合作，麵向導盲機器人需求，開展商業化推廣。上海交通大學負責基礎理論研究和關鍵技術攻關，索辰科技負責產品工程化以及產業化運維和推廣，雙方共同努力，並借助社會力量，加快導盲六足機器人的落地使用，為改善我國視障人士生活貢獻一份力量。