今天咱们聊点科技圈的大新闻,上海交大顾磊磊团队的最新研究成果登上了Nature子刊,这可是个了不起的成就。他们研发了一套AI驱动的可穿戴助盲系统,让视障人士能够重获光明。
据世界卫生组织的数据,全球有22亿人患有视力障碍,其中至少10亿人的视力障碍本可预防或尚待解决。这不仅影响了他们的日常生活,还给全球带来了巨大的财政负担,每年造成的生产力损失高达4110亿美元。
顾磊磊团队的这套系统,通过融合柔性电子和AI技术,以听觉和触觉取代部分视觉功能,帮助盲人完成日常行动和抓取任务。硬件上,系统设计轻薄美观软件上,优化了信息输出方式,使其符合人类的生理和认知方式。他们还开发了基于VR的沉浸式训练系统,促进人机融合。
经过测试,受试者在导航和抓取任务中的表现显著提升,例如能避开迷宫中的障碍物,准确拿取物体。相关论文已发表在Nature Machine Intelligence上。
这套系统的核心在于其人性化设计,既能满足视障者的独特需求,又能将身体和认知压力降至最低。音频和触觉组件的集成提供了有效的视觉支持,个性化算法和轻量级硬件则确保了用户友好性。
AI是如何为视障人士指路的?简单来说,系统将视觉输入转化为音频和触觉反馈,确保高精确度低延迟和对不同环境的适应性。直观的空间提示听觉输出和导航算法减轻了认知负担Askin的设计和放置则有助于在恶劣环境中完成任务VR训练让用户能快速安全地掌握系统使用。
硬件方面,系统采用深度摄像头D435i安装在3D打印眼镜框上,通过Raspberry Pi 4 Model B微控制器进行本地计算,无需远程服务器。音频提示通过无线骨传导耳机传送,智能鞋垫内置传感器用于估算行走步数和旋转姿态。
在人造皮肤的制备上,电子元件通过柔性印刷电路板工艺集成在柔性PET基板上,开发了可拉伸的电子皮肤作为音频反馈的补充。这种电子皮肤能提供近距离警报,提示碰撞风险。
实验结果显示,与传统白手杖相比,该系统转弯更流畅,寻路效率更高,导航时间和行走距离减少了约25,碰撞事故明显减少。视障人士给系统的平均可用性分数为796分,在5000个商业和研究设备中排名第85位。
未来,随着视觉模型可穿戴电子设备和神经科学的进步,AI帮助视障人群的方式还有更大的想象空间。顾磊磊团队的这一突破,无疑为视障人士带来了新的希望。