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基于Unitree Go1改造格拉斯哥大学打造搭载AI技术的导盲机器人

机器人大讲堂 · 公众号 · · 2024-02-28 12:00

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提及机器人导盲应用，很多人都会联想到2023年杭州亚残运会的场景，宇树Unitree B1，在火炬手蔡琼卉的身前进行跑步引导，并通过实时的路况信息播报，帮助火炬手迅速了解前方道路状况，当时可谓是赚足了眼球。

随后机器人大讲堂也咨询了宇树科技相关人员，Unitree B1搭载公司自研最新的雷达与视觉技术，能够实现高精度的环境感知与导航能力，但宇树也提到， Unitree B1并非为视障人群设计，而是面向工业场景如电力巡检、应急救援场景打造，侧重机器人稳定型与拓展能力。 但对于视障人士来讲，由于视觉的缺失因此语音交互与预警功能变得非常重要。此外 Unitree B1售价昂贵，无论是对护理机构还是对个人来讲，都是一笔不小的开支。

▍可在室内精准导航搭载AI技术的四足导盲机器人“RoboGuide”

那么有没有一种更低成本的导盲改造方案呢？答案是有的，近日 格拉斯哥大学詹姆斯-瓦特工程学院与慈善组织合作以宇树Unitree Go1四足机器人为主体，改造了一台搭载AI技术的四足导盲机器人“RoboGuide”。

该机器人搭载大语言模型，不仅能够帮助视障人士独立行动，还能为他们讲述周围发生的事情（杭州亚残运会Unitree B1的既视感再次浮现）。不过，研究人员也表示， 此前四足机器人导航往往依靠GPS定位，这种定位技术虽然在户外表现出色，但在室内的表现往往不尽如人意， 尤其是在半地下或地铁等公共场景下，信号会经常出现丢失的情况。与此同时，如果单纯依靠摄像头来进行导航的话也存在问题，由于四足机器人的视线高度限制，在观察周围环境时不可避免被障碍物遮挡，难以安全地引导人们绕过障碍物或弯道。

为解决这一问题，机器人通过在Unitree Go1背部 安装计算机视觉与3D相机模块来对整个环境进行扫描 ，同时配合多个传感器硬件，扫描所处环境空间，了解当前空间的每个物体、每根柱子，以及每个障碍物的具体位置，并且准确绘制出环境地图。

除本体外RoboGuide也搭载两枚双目立体相机以及3D激光雷达模块

值得一提的是，Unitree Go1本体带有5组鱼眼双目深度感知+鱼眼AI感知摄像头，感知角度能够达到150x170°。其性能相当于20组Intel Realsense感知角度。视频当中，我们也在 格拉斯哥大学改装版“RoboGuide”机器人身上增加了两枚双目立体相机，顶部搭载3D激光雷达模块。

在软件算法方面，格拉斯哥大学研究团队通过评估绘图数据，使用同步定位和绘图（SLAM）算法来确定从一个地点到另一个地点的最佳路线。 该软件实时解读传感器数据，使机器人能够跟踪和避开移动的障碍物。

▍大语言模型帮助导盲机器人实现与用户的实时沟通

如何与视障人士交流并提醒前方可能出现的危险，语言交互成为团队重点解决的一个问题。但传统机器人通过指令或遥控器进行控制，对视障人士并不友好，为此团队利用人工智能技术，将改版的“RoboGuide”四足机器人实现与视障人士对话的功能。 该功能使用大型语言模型（LLM）来理解和回答周围人的问题，机器人身上则配有一个可播放声音的喇叭。

基于大语言模型技术，RoboGuide四足机器人可实现处理自然语言输入（如口语对话），并根据这些输入预测反应。RoboGuide搭载的人工智能基于海量语言数据集训练得来，能够对用户的问题进行语言语义理解，并生成相互对应的回答。

RoboGuide除导盲外还提供讲解服务

2023年12月，格拉斯哥大学研究团队开始对RoboGuide进行开放场景测试，邀请了数位视障人士作为志愿者，引导他们参观格拉斯哥亨特博物馆。 四足导盲机器人RoboGuide带领志愿者们参观一楼展品，并提供六件展品的讲解内容。 在媒体采访中，志愿者激动地表示，会在未来机器人量产后100%愿意付费来购买使用。

格拉斯哥大学研究团队表示，后续还会继续完善RoboGuide在开放场景的测试，获取更多的测试数据来完善四足机器人导盲平台，将更加完善的版本推向市场。此外研究团队表示，目前主要精力并不会放在四足机器人本体上，而是 会在未来开发出一套完整的系统，可以与各种形状和大小的机器人配合使用，在各种室内环境中及时帮助到需要协助的视障人群。

▍结语与未来：

据世界卫生组织统计，全球约有22亿人视力受损人士（包含视障人士），而全球合格上岗的导盲犬不足两万五千只，供需匹配悬殊。 如果RoboGuide能够实现低成本高性能的商业化开发，势必会引起另一场科技变革。 就目前来看，导盲机器人对于视障人士来讲被列为刚需，并且接受程度较高，产业需求庞大。

下一步应该思考的是如何在室内非结构化场景（包括杂乱房间，门槛以及上下坡等），实现机器人精准导航，同时将导盲机器人售价降低到普通人能够买得起的水平。也许达到这个终极目标还有一段路要走，但我们坚信这条路已经不再遥远。

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