- Οι παραδοσιακοί σκύλοι-οδηγοί είναι σπάνιοι, ακριβοί και εκπαιδεύονται αργά, αφήνοντας εκατομμύρια άτομα με προβλήματα όρασης σε όλο τον κόσμο χωρίς υποστήριξη.
- Νέα έργα ρομπότ-οδηγών συνδυάζουν αισθητήρες, τεχνητή νοημοσύνη και GPS για να καθοδηγούν, να περιγράφουν το περιβάλλον και να βελτιώνουν την αυτονομία των χρηστών.
- Από τη Lysa στη Βραζιλία μέχρι τα πρωτότυπα στην Κίνα, την Ισπανία και τις Ηνωμένες Πολιτείες, τα ρομποτικά σκυλιά εξετάζονται ως εναλλακτική λύση ή συμπλήρωμα των σκύλων-οδηγών.
- Η μαζική παραγωγή και η ενισχυτική μάθηση υποδεικνύουν πιο προσβάσιμες και κλιμακώσιμες λύσεις, διατηρώντας πάντα την ασφάλεια των χρηστών ως προτεραιότητα.
Για δεκαετίες, τα άτομα με προβλήματα όρασης βασίζονταν σε λευκά μπαστούνια και παραδοσιακούς σκύλους-οδηγούς για να πλοηγούνται με ασφάλεια, αλλά η τεχνολογία αλλάζει ραγδαία αυτό το τοπίο. Έργα με σκύλους-ρομπότ και ρομπότ-οδηγούς εμφανίζονται σε όλο τον κόσμο, υπόσχοντας μια πιο προσιτή, κλιμακούμενη και, σε ορισμένες περιπτώσεις, πιο ακριβή εναλλακτική λύση σε σχέση με τα ζώα βοήθειας.
Αυτή η νέα γενιά ρομπότ βοηθών για τυφλούς συνδυάζει προηγμένους αισθητήρες, τεχνητή νοημοσύνη , GPS και αναγνώριση φωνής για να καθοδηγεί τους χρήστες, να εντοπίζει εμπόδια, να ερμηνεύει το περιβάλλον, ακόμη και να «συνομιλεί» με το άτομο που συνοδεύει. Από τη Βραζιλία μέχρι την Κίνα, συμπεριλαμβανομένων της Ισπανίας, των Ηνωμένων Πολιτειών και της Αυστραλίας, δοκιμάζονται πολύ διαφορετικά πρωτότυπα: μερικά έχουν ρόδες και μοιάζουν με βαλίτσες, άλλα μοιάζουν με αυθεντικά τετράποδα ρομποτικά σκυλιά, ενώ υπάρχουν και εξάποδα για πρόσθετη σταθερότητα.
Γιατί χρειάζονται τα ρομποτικά σκυλιά ως οδηγοί για τους τυφλούς;
Ένας από τους κύριους παράγοντες αυτής της τάσης είναι η τεράστια έλλειψη σκύλων-οδηγών σε σύγκριση με τον αριθμό των ανθρώπων που χρειάζονται έναν. Μόνο στην Ισπανία, υπάρχουν σχεδόν ένα εκατομμύριο άνθρωποι με κάποιο είδος οπτικής αναπηρίας, ωστόσο υπάρχουν μόνο περίπου 957 ενεργοί σκύλοι-οδηγοί που τους συνοδεύουν στην καθημερινότητά τους.
Σε παγκόσμιο επίπεδο, ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας εκτιμά ότι περίπου 314 εκατομμύρια άνθρωποι έχουν σημαντική οπτική βλάβη, εκ των οποίων περίπου 45 εκατομμύρια είναι τυφλοί. Δεδομένων αυτών των αριθμών, ένα μοντέλο που βασίζεται αποκλειστικά σε εκπαιδευμένους σκύλους σαφώς δεν επαρκεί, ακόμη και σε χώρες με καθιερωμένα και επιδοτούμενα προγράμματα.
Το πρόβλημα δεν είναι μόνο ποσοτικό, αλλά και κόστος και χρόνος εκπαίδευσης . Η εκπαίδευση ενός σκύλου-οδηγού απαιτεί περίπου δύο έως τρία χρόνια εξειδικευμένης εργασίας και μόνο τα μισά περίπου ζώα που ξεκινούν τη διαδικασία την ολοκληρώνουν με επιτυχία. Σε χώρες όπως η Ισπανία, το συνολικό κόστος ανά σκύλο μπορεί να είναι περίπου 30.000 ευρώ, αν και συχνά καλύπτεται από οργανισμούς όπως η ONCE (η Ισπανική Εθνική Οργάνωση Τυφλών). αλλού, τα στοιχεία είναι περίπου 50.000 δολάρια ανά σκύλο-οδηγό.
Στη Βραζιλία, η κατάσταση δεν είναι πιο ενθαρρυντική: εκτιμάται ότι υπάρχουν μόνο περίπου 200 ενεργοί σκύλοι-οδηγοί για περίπου 6,5 εκατομμύρια άτομα με προβλήματα όρασης. Στην Κίνα, η ανισορροπία είναι ακόμη πιο εντυπωσιακή: περίπου 400 σκύλοι-οδηγοί για περισσότερα από 17 εκατομμύρια τυφλούς, σε ένα πλαίσιο όπου η ιδιοκτησία ζώων εξυπηρέτησης είναι σχετικά πρόσφατη και όπου πολλοί χώροι εργασίας, εστιατόρια και δημόσιοι χώροι δεν είναι ακριβώς φιλικοί προς τα ζώα.
Δεδομένης αυτής της κατάστασης, πολλοί ερευνητές και επιχειρηματίες έχουν θέσει στον εαυτό τους ένα πολύ άμεσο ερώτημα: αν η εκπαίδευση και η συντήρηση ενός σκύλου-οδηγού είναι τόσο αργή, ακριβή και περιορισμένη , γιατί να μην αναπτυχθεί μια ρομποτική εναλλακτική λύση που μπορεί να παραχθεί μαζικά, να γίνει φθηνότερη με την πάροδο του χρόνου και να φτάσει σε πολύ περισσότερους ανθρώπους;
LYSA: το ρομπότ οδηγός με τροχούς που γεννήθηκε στη Βραζιλία
Ένα από τα πιο προηγμένα και συγκεκριμένα έργα είναι το Lysa , ένα ρομπότ-οδηγός που αναπτύχθηκε από την βραζιλιάνικη νεοσύστατη εταιρεία Vixsystem. Δεν μοιάζει με σκύλο, αλλά μάλλον με μια μικρή βαλίτσα με αναδιπλούμενη λαβή και ρόδες. Ζυγίζει περίπου 4 κιλά και έχει ύψος περίπου 40 εκατοστά. Ο σχεδιασμός του έχει σκοπό να επιτρέπει σε ένα άτομο με προβλήματα όρασης να πιάνει τη λαβή και να κινείται με αυτήν σαν να τραβάει ένα ελαφρύ καρότσι.
Το Lysa σχεδιάστηκε αρχικά για εσωτερικούς χώρους όπως εμπορικά κέντρα, καταστήματα και αεροδρόμια και έχει ήδη ξεκινήσει τις δοκιμές σε πολιτείες όπως το Εσπίριτο Σάντο, το Ρίο ντε Τζανέιρο και το Σάο Πάολο. Για τη λειτουργία του, το ρομπότ συνδυάζει εξειδικευμένο λογισμικό, μια εφαρμογή για κινητά, τεχνητή νοημοσύνη, ένα δίκτυο αισθητήρων, μια κάμερα και ένα σύστημα λέιζερ Lidar, το οποίο του επιτρέπει να ανιχνεύει φως και να μετρά αποστάσεις με μεγάλη ακρίβεια.
Χάρη σε αυτήν τη σουίτα τεχνολογιών, το ρομπότ είναι σε θέση να χαρτογραφήσει το περιβάλλον του, να υπολογίσει διαδρομές και να καθοδηγήσει τον χρήστη στον καθορισμένο προορισμό του. Κατά τη διάρκεια του ταξιδιού, το Lysa παρέχει ακουστικές και κινητικές ενδείξεις, επιτρέποντας στον χρήστη να αντιληφθεί την κίνηση του ρομπότ και να ακούσει σαφείς οδηγίες για την πορεία που πρέπει να ακολουθήσει.
Σύμφωνα με τον δημιουργό του, τον επιστήμονα υπολογιστών Nedinalva de Araújo Sellin, το Lysa όχι μόνο ανιχνεύει και αποφεύγει εμπόδια στο επίπεδο του εδάφους, αλλά και εκείνα που βρίσκονται σε μέσο ύψος ή πάνω από το κεφάλι του χρήστη, όπως κλαδιά δέντρων ή κρεμαστές γλάστρες, τα οποία συχνά ευθύνονται για πολλά ατυχήματα με συμβατικά μπαστούνια πεζοπορίας . Επιπλέον, το ρομπότ αναγνωρίζει εάν υπάρχει ένα άτομο ή μια ομάδα ανθρώπων μπροστά του και προσαρμόζει τη συμπεριφορά του ανάλογα.
Ο Sellin συγκρίνει τη Lysa με τα λεγόμενα έξυπνα μπαστούνια που κυκλοφορούν ήδη στην αγορά, σημειώνοντας ότι το ρομπότ προσφέρει πιο ακριβή καθοδήγηση και υψηλότερο επίπεδο «νοημοσύνης». Ενώ το μπαστούνι περιορίζεται στην ανίχνευση εμποδίων, το ρομπότ κατανοεί τη διάταξη του περιβάλλοντος, σχεδιάζει διαδρομές, ερμηνεύει την παρουσία άλλων στοιχείων και μεταδίδει όλες αυτές τις πληροφορίες στον χρήστη με οργανωμένο τρόπο.
Στην τρέχουσα φάση του, το ρομπότ διατίθεται στην αγορά για εσωτερική χρήση στην τιμή των περίπου 15.000 ρεάλ και η εταιρεία έχει αρχίσει να λαμβάνει παραγγελίες τόσο για μονάδες που πωλούνται όσο και για εκείνες που δανείζονται σε πελάτες για πιλοτικές δοκιμές. Καθώς πρόκειται για μια νέα τεχνολογία, πολλοί οργανισμοί προτιμούν να τη δοκιμάζουν διεξοδικά πριν πραγματοποιήσουν μεγάλες αγορές, επομένως η Vixsystem συνδυάζει τις άμεσες πωλήσεις με συμφωνίες αξιολόγησης.
Η ιστορία της Lysa ξεκίνησε πολύ πιο ταπεινά το 2011, όταν η Sellin δίδασκε ρομποτική σε ένα δημόσιο λύκειο στον δήμο Serra, στην μητροπολιτική περιοχή της Vitória. Αφού συνειδητοποίησε ότι η ανάγκη για λύσεις κινητικότητας για άτομα με προβλήματα όρασης ήταν πραγματική και επείγουσα, αυτή και οι μαθητές της συναρμολόγησαν ένα πρώτο αυτοσχέδιο πρωτότυπο χρησιμοποιώντας εξαρτήματα από άλλα ρομπότ και το δοκίμασαν με περίπου 20 τυφλούς για να συγκεντρώσουν τα σχόλιά τους.
Αν και το πρώτο μοντέλο δεν ήταν καθόλου ολοκληρωμένο, πολλοί συμμετέχοντες ήταν πρόθυμοι να το αγοράσουν ως έχει, ενισχύοντας την πεποίθηση ότι υπήρχε ισχυρή, ανεκπλήρωτη ζήτηση . Από εκεί και πέρα, η επιχειρηματίας εξασφάλισε διάφορες πηγές χρηματοδότησης, ξεκινώντας το 2014 με ένα έργο του Εθνικού Συμβουλίου Επιστημονικής και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (CNPq), το οποίο της επέτρεψε να προσλάβει δύο ερευνητές με μεταπτυχιακά διπλώματα - έναν στην ηλεκτρονική μηχανική και τον άλλον στην επιστήμη των υπολογιστών - για να αναπτύξουν περαιτέρω το σχέδιο.
Τα επόμενα χρόνια, κατασκευάστηκαν αρκετά πρωτότυπα και πραγματοποιήθηκαν πολλαπλοί γύροι επικύρωσης με περισσότερα από 200 άτομα με προβλήματα όρασης , ενσωματώνοντας τα σχόλιά τους στην τελική ιδέα της Lysa. Το 2017, η συμμετοχή της Sellin στη βραζιλιάνικη έκδοση του τηλεοπτικού προγράμματος Shark Tank της απέφερε 200.000 ρεάλ και, ίσως το πιο σημαντικό, προβολή στα μέσα ενημέρωσης που διευκόλυνε την αναζήτηση περαιτέρω υποστήριξης.
Η Vixsystem εξασφάλισε επίσης χρηματοδότηση από τον Οργανισμό Χρηματοδότησης Μελετών και Έργων (Finep) και το Ίδρυμα Επιστημονικής Έρευνας και Υποστήριξης Καινοτομίας του Εσπίριτο Σάντο (Fapes). Το 2021, το έργο έκανε ένα σημαντικό άλμα προόδου όταν επιλέχθηκε για το Πρόγραμμα Καινοτόμου Έρευνας σε Μικρές Επιχειρήσεις (PIPE) του FAPESP , στο πλαίσιο μιας στρατηγικής πρόσκλησης που σχετίζεται με το διαδίκτυο σε συνεργασία με το Υπουργείο Επιστήμης, Τεχνολογίας και Καινοτομίας (MCTI), το Υπουργείο Επικοινωνιών (MCom) και την Επιτροπή Διοίκησης Διαδικτύου της Βραζιλίας (CGI.br).
Χάρη σε αυτήν την ώθηση, η εταιρεία εργάζεται πάνω σε μια εξωτερική έκδοση του Lysa , εξοπλισμένη με GPS και σχεδιασμένη για χρήση σε δημόσιους δρόμους. Εδώ, η τεχνική πρόκληση είναι μεγαλύτερη, επειδή το ρομπότ πρέπει να αντιμετωπίσει ανύπαρκτα πεζοδρόμια, διασταυρώσεις, ανώμαλο έδαφος και μια μεγάλη ποικιλία αστικών καταστάσεων. Ο Sellin αναγνωρίζει ότι η έλλειψη καθορισμένων πεζοδρομίων είναι μια από τις κύριες προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν πριν το σύστημα είναι πραγματικά βιώσιμο στο δρόμο.
Πλεονεκτήματα και αμφιβολίες σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς σκύλους-οδηγούς
Η εμφάνιση ρομπότ-οδηγών όπως το Lysa έχει πυροδοτήσει μια ενδιαφέρουσα συζήτηση στον τομέα των προβλημάτων όρασης. Από το Ίδρυμα Dorina Nowill για τους Τυφλούς στο Σάο Πάολο, ο δικηγόρος Marcelo Panico πιστεύει ότι η ιδέα ενός ρομποτικού οδηγού είναι πολύ ελπιδοφόρα , αλλά επιμένει ότι πρέπει να αξιολογηθεί προσεκτικά, τόσο για το κόστος της όσο και για τις κοινωνικές της επιπτώσεις.
Οι σκύλοι-οδηγοί απολαμβάνουν σήμερα υψηλό επίπεδο κοινωνικής αναγνώρισης και η πρόσβασή τους σε διάφορα περιβάλλοντα (μεταφορές, καταστήματα, δημόσια κτίρια κ.λπ.) υποστηρίζεται από το νόμο σε πολλές χώρες. Επιπλέον, ο συναισθηματικός δεσμός που δημιουργείται μεταξύ ενός τυφλού ατόμου και του σκύλου-οδηγού του έχει άμεσο αντίκτυπο στην ψυχολογική ευεξία και την αυτοεκτίμηση του χρήστη — κάτι που είναι δύσκολο να αναπαραχθεί με μια μηχανή.
Ο Panico τονίζει ότι ένας σκύλος-οδηγός είναι πολύ περισσότερο από ένα βοήθημα κινητικότητας: είναι ένας συνεχής σύντροφος , μια συναισθηματική υποστήριξη και ένας παράγοντας που διευκολύνει την κοινωνική αλληλεπίδραση. Το απλό γεγονός ότι οι άνθρωποι πλησιάζουν για να ρωτήσουν για τον σκύλο ή να δείξουν ενδιαφέρον για το άτομο δημιουργεί ανθρώπινες αλληλεπιδράσεις που ένα ρομπότ, όσο εξελιγμένο κι αν είναι, δεν μπορεί να προσφέρει με τον ίδιο τρόπο.
Ταυτόχρονα, ο δικηγόρος αναγνωρίζει ότι η εξαιρετικά περιορισμένη διαθεσιμότητα σκύλων-οδηγών σε χώρες όπως η Βραζιλία και η Κίνα αποκλείει τη συντριπτική πλειοψηφία των ανθρώπων που τους χρειάζονται. Το κόστος της εκπαίδευσης, οι μεγάλες λίστες αναμονής και η δυσκολία εύρεσης κατάλληλων ζώων σημαίνουν ότι πολλοί άνθρωποι δεν έχουν ποτέ πρόσβαση σε έναν πραγματικό σκύλο-οδηγό.
Επομένως, αντί να αντικαθιστούν πλήρως τους σκύλους, πολλά έργα ρομπότ-οδηγών σχεδιάζονται ως συμπλήρωμα ή εναλλακτική λύση για όσους δεν έχουν πρόσβαση σε ένα ζώο ή ως μεταβατική λύση όσο περιμένουν να τους ανατεθεί ένα. Κάποιοι υποστηρίζουν επίσης ότι, σε ορισμένα περιβάλλοντα (για παράδειγμα, σε πολύπλοκους εσωτερικούς χώρους ή σε εργασίες που αφορούν την αναγνώριση οπτικών πληροφοριών), το ρομπότ μπορεί να παρέχει λειτουργίες για τις οποίες ένας σκύλος δεν είναι εξοπλισμένος.
Τετράποδα ρομποτικά σκυλιά: από την Boston Dynamics σε οικονομικές εκδόσεις
Στον τομέα των ρομπότ που μοιάζουν με σκύλους, το κορυφαίο παράδειγμα στον κόσμο είναι το Spot , το τετράποδο που αναπτύχθηκε από την αμερικανική εταιρεία Boston Dynamics. Αυτό το ρομπότ έχει πρωταγωνιστήσει σε θεαματικές επιδείξεις σε τεχνολογικές εκθέσεις και χρησιμοποιείται ήδη σε τομείς όπως οι κατασκευές και η εξόρυξη για εργασίες επιθεώρησης και αναγνώρισης σε δύσβατα ή επικίνδυνα εδάφη.
Το Spot ξεχωρίζει για την εκπληκτική του κινητικότητα : ανεβαίνει σκάλες, διασχίζει ανώμαλες επιφάνειες, διατηρεί την ισορροπία του όταν το σπρώχνουν και μπορεί να εξοπλιστεί με κάμερες και αισθητήρες για τη συλλογή δεδομένων. Ωστόσο, η τιμή του, που ξεπερνά τα 70.000 δολάρια στις Ηνωμένες Πολιτείες, το καθιστά εντελώς απρόσιτο για τους περισσότερους χρήστες και ιδρύματα που εργάζονται με τυφλούς.
Εμπνευσμένες από αυτό το μοντέλο, αρκετές εταιρείες στην Κίνα, την Ιαπωνία και τη Γερμανία έχουν αναπτύξει τα δικά τους τετράποδα ρομπότ , μερικά με πιο βιομηχανικό προσανατολισμό και άλλα σχεδόν σαν προηγμένα παιχνίδια. Πολύ φθηνότερες κινεζικές εκδόσεις έχουν εμφανιστεί στην αγορά. Για παράδειγμα, η Unitre Robotics πωλεί έξι μοντέλα ρομποτικών σκύλων, με τιμή εκκίνησης περίπου 2.700 δολάρια για το πιο βασικό.
Παρόλα αυτά, αυτές οι συσκευές δεν έχουν σχεδιαστεί ως οδηγοί για άτομα με προβλήματα όρασης . Οι κύριες χρήσεις τους είναι η επιτήρηση, η επιθεώρηση σηράγγων και υπόγειων χώρων, η ανίχνευση εκρηκτικών και άλλες λειτουργίες ασφαλείας ή συντήρησης. Για να μετατραπούν σε πραγματικούς οδηγούς, θα πρέπει να επανασχεδιαστεί τόσο το λογισμικό όσο και η διεπαφή χρήστη τους, καθώς και η συμπεριφορά τους να προσαρμοστεί στις συγκεκριμένες ανάγκες των τυφλών.
Στη Βραζιλία, ο ερευνητής Ντιέγκο Ρενάν Μπρούνο, από το Εργαστήριο Κινητής Ρομποτικής στο Πανεπιστήμιο του Σάο Πάολο (ICMC-USP), χρησιμοποιεί το Spot ως αναφορά για το δικό του έργο ρομποτικού σκύλου-οδηγού . Μαζί με τον πρώην μαθητή του Μαρσέλο Άσις, άρχισε να εργάζεται το 2017 στην ενδοχώρα της πολιτείας του Σάο Πάολο, στον δήμο Καταντούβα, αναπτύσσοντας πρωτότυπα που έχουν εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου.
Η πρώτη τους έκδοση κατασκευάστηκε με πολύ απλό τρόπο, επαναχρησιμοποιώντας εξαρτήματα από μια παλιά ηλεκτρική σκούπα. Αργότερα, στο πλαίσιο του προγράμματος φιλοξενίας χάκερ Red Bull Basement, ανέπτυξαν ένα δεύτερο πρωτότυπο το 2019 και τώρα σχεδιάζουν μια τρίτη έκδοση που θα είναι ένα ρομπότ με πόδια, πλησιάζοντας περισσότερο στην κλασική ιδέα ενός ρομποτικού σκύλου.
Ο Μπρούνο υποστηρίζει ότι αν πρόκειται να μιλήσουμε για έναν « ρομποτικό σκύλο-οδηγό », θα πρέπει να συμπεριφέρεται παρόμοια με έναν πραγματικό σκύλο-οδηγό, δηλαδή να μπορεί να πλοηγείται σε σκαλιά, κράσπεδα και ανώμαλο έδαφος χωρίς να βασίζεται σε ράμπες ή εντελώς λείες επιφάνειες. Κατά τη γνώμη του, τα τροχοφόρα ρομπότ περιορίζονται σε περιοχές με προσβασιμότητα συγκρίσιμη με αυτή ενός αναπηρικού αμαξιδίου, ενώ ένα καλοσχεδιασμένο τετράποδο θα μπορούσε να έχει πρόσβαση σε πολύ περισσότερα περιβάλλοντα.
Ο κινέζικος σκύλος-οδηγός ρομπότ με τα έξι πόδια: σταθερότητα και αναγνώριση φωνής
Στην Κίνα, μια ομάδα από τη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Jiao Tong της Σαγκάης αναπτύσσει έναν πολύ ασυνήθιστο ρομποτικό σκύλο-οδηγό. Μοιάζει με αγγλικό μπουλντόγκ, αν και κάπως πιο φαρδύς, και είναι αξιοσημείωτος για τα έξι πόδια του αντί για τέσσερα - μια σχεδιαστική επιλογή που αποσκοπεί στη μεγιστοποίηση της σταθερότητας και των ομαλών κινήσεων.
Ο δημιουργός του, Γκάο Φενγκ, εξηγεί ότι όταν το ρομπότ σηκώνει τρία από τα πόδια του για να κινηθεί προς τα εμπρός, τα άλλα τρία σχηματίζουν ένα πολύ σταθερό τρίποδο , μειώνοντας τους κραδασμούς που αισθάνεται το τυφλό άτομο που είναι δεμένο στον ιμάντα. Στόχος είναι ο χρήστης να βιώνει μια ομαλή και άνετη κίνηση, χωρίς ξαφνικά τινάγματα που θα μπορούσαν να προκαλέσουν ανασφάλεια.
Αυτό το ρομποτικό σκυλί είναι εξοπλισμένο με μια συστοιχία αισθητήρων και καμερών που του επιτρέπουν να αναγνωρίζει το περιβάλλον του, να αναγνωρίζει σήματα κυκλοφορίας, να ερμηνεύει φανάρια και να ανιχνεύει διαφορετικά είδη εμποδίων. Επιπλέον, ενσωματώνει ένα σύστημα φωνητικής αναγνώρισης με ακρίβεια άνω του 90% και χρόνο απόκρισης μικρότερο από ένα δευτερόλεπτο, ώστε να μπορεί να αντιδρά γρήγορα στις λεκτικές εντολές του χρήστη.
Η τεχνητή νοημοσύνη που ελέγχει το ρομπότ χειρίζεται τον σχεδιασμό διαδρομής , ερμηνεύει φωνητικές εντολές και παρέχει ηχητικές ειδοποιήσεις σε πραγματικό χρόνο σχετικά με το περιβάλλον του, από διαβάσεις πεζών έως επερχόμενες επικίνδυνες διασταυρώσεις. Το σύστημα ενσωματώνει επίσης μια διεπαφή που ελέγχεται με λουρί, παρόμοια με αυτή που χρησιμοποιείται με έναν πραγματικό σκύλο, για την προσαρμογή της ταχύτητας βαδίσματος ή την ένδειξη αλλαγών κατεύθυνσης.
Το έργο βρίσκεται αυτή τη στιγμή σε εξωτερικούς χώρους δοκιμών , με την ενεργό συμμετοχή τυφλών ατόμων που βοηθούν στη βελτίωση τόσο της κινητικής συμπεριφοράς του ρομπότ όσο και της φυσικότητας των φωνητικών του εντολών (προς το παρόν επικεντρώνεται στα κινέζικα). Το όραμα του Gao Feng είναι ότι, μόλις ολοκληρωθεί η πειραματική φάση, η συσκευή μπορεί να παραχθεί μαζικά, μειώνοντας σταδιακά το κόστος της.
Ο ίδιος ο Γκάο συγκρίνει αυτό το όραμα με την αυτοκινητοβιομηχανία: ένας φυσικός σκύλος-οδηγός απαιτεί χρόνια εξατομικευμένης εκπαίδευσης και ο αριθμός του είναι αναγκαστικά περιορισμένος, ενώ ένα ρομπότ θα μπορούσε να παραχθεί ως τυποποιημένο βιομηχανικό αγαθό, με αποτέλεσμα μια πιθανή αγορά δεκάδων εκατομμυρίων μονάδων για την κάλυψη της παγκόσμιας ζήτησης για οδηγούς για τυφλούς.
Paws 2.0 στο Πανεπιστήμιο του Αλικάντε: ένας ρομποτικός σκύλος-οδηγός με κλίση στη συντροφικότητα
Στην Ισπανία, σημειώνεται επίσης πρόοδος σε αυτόν τον τομέα με έργα όπως το Paws 2.0 , ένα μικρό τετράποδο ρομπότ που κυκλοφορεί αυτή τη στιγμή στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου του Αλικάντε μαζί με φοιτητές και άλλους επισκέπτες. Το όνομά του, που σημαίνει «μικρά πόδια» στα αγγλικά, αντικατοπτρίζει χρόνια εργασίας μιας ερευνητικής ομάδας με εμπειρία σε τεχνολογίες για άτομα με αναπηρίες.
Το Paws χρησιμοποιεί αισθητήρες λέιζερ, παρόμοιους με αυτούς μιας ηλεκτρικής σκούπας τύπου Roomba, αλλά πολύ πιο ισχυρούς, σε συνδυασμό με τεχνολογία GPS υψηλής ακρίβειας και επεξεργασία βίντεο με τεχνητή νοημοσύνη. Χάρη σε αυτήν τη ρύθμιση, μπορεί να χαρτογραφήσει διαδρομές εντός της πανεπιστημιούπολης, να αποφύγει εμπόδια σε πραγματικό χρόνο και να εκτελέσει μικρά «κόλπα» που εντυπωσιάζουν πολύ όσους το δουν σε δράση.
Οι ερευνητές εξηγούν ότι ο στόχος τους δεν είναι να «αντικαταστήσουν» τους παραδοσιακούς σκύλους-οδηγούς, αλλά μάλλον να προσφέρουν ένα τεχνολογικό συμπλήρωμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ενώ ένα άτομο περιμένει να του ανατεθεί ένας πραγματικός σκύλος-οδηγός ή σε περιβάλλοντα όπου ένα ζώο δεν είναι η καλύτερη επιλογή. Θεωρητικά, όταν το Paws αναπτυχθεί πλήρως, ένα τυφλό άτομο θα μπορούσε να έχει έναν ρομποτικό βοηθό σε λίγες μέρες, αντί να χρειάζεται να περιμένει χρόνια.
Πέρα από την απλή παροχή οδηγιών, το ρομπότ έχει σχεδιαστεί για να προσφέρει πρόσθετες υπηρεσίες : ανάγνωση ενός μενού σε ένα εστιατόριο, αναγνώριση προϊόντων σε ένα σούπερ μάρκετ, εντοπισμό της εισόδου ενός καταστήματος ή περιγραφή του αριθμού των ατόμων σε ένα δωμάτιο, μεταξύ άλλων παραδειγμάτων. Θα μεταδίδει όλες αυτές τις πληροφορίες μέσω ενός ενσωματωμένου ηχείου, μετατρέποντας ουσιαστικά σε έναν κινητό ακουστικό βοηθό.
Ένα από τα πλεονεκτήματα που επισημάνθηκαν από τους επικεφαλής του έργου είναι η υψηλή ακρίβεια της θέσης GPS , η οποία επιτρέπει στον χρήστη να καθοδηγείται σε συγκεκριμένες συντεταγμένες (όπως μια συγκεκριμένη πόρτα μέσα σε ένα κτίριο), κάτι που ένας παραδοσιακός σκύλος-οδηγός δεν μπορεί να κάνει με αυτό το επίπεδο ακρίβειας. Επιπλέον, το ρομπότ μαθαίνει μέσω ενός νευρωνικού δικτύου ικανού να αναγνωρίζει μοτίβα όπως φανάρια, αντικείμενα, είδη δαπέδων ή εμπόδια στην πορεία του.
Η ομάδα του Πανεπιστημίου του Αλικάντε έχει εργαστεί στο παρελθόν με λύσεις υπολογιστικής όρασης για τυφλούς, όπως μια εφαρμογή που, με βάση μια φωτογραφία ή ένα βίντεο, περιγράφει το περιβάλλον για να βοηθήσει στον εντοπισμό αντικειμένων ή στην αναγνώριση οπτικών χαρακτηριστικών (για παράδειγμα, το χρώμα ενός ρούχου). Τώρα, αυτή η τεχνολογία ενσωματώνεται στο Paws μαζί με ένα ηχείο για να προσφέρει έναν πιο ολοκληρωμένο βοηθό.
Εάν όλα προχωρήσουν σύμφωνα με το πρόγραμμα, ένα πλήρως λειτουργικό πρωτότυπο αναμένεται μέσα σε λίγα χρόνια , αν και η άφιξη ενός εμπορικού προϊόντος για οικιακή χρήση θα μπορούσε να καθυστερήσει σχεδόν μια δεκαετία λόγω των διαδικασιών πιστοποίησης, των δοκιμών σε πραγματικό κόσμο και της βιομηχανικής κλιμάκωσης. Το έργο χρηματοδοτείται από το Ινστιτούτο Έρευνας Επιστήμης Υπολογιστών του Πανεπιστημίου του Αλικάντε και την Synergy Tech, την εταιρεία που κατασκευάζει τα Paws 2.0 και άλλα ρομπότ με παρόμοια χαρακτηριστικά.
Ο ρομποτικός σκύλος-οδηγός του Μπίνγκχαμτον (Νέα Υόρκη): ενισχυτική μάθηση και ένα «έξυπνο λουρί»
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, μια ομάδα μηχανικών από το Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Binghamton του Κρατικού Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης, εργάζεται επίσης πάνω σε έναν ρομποτικό σκύλο-οδηγό σχεδιασμένο ως μια φθηνότερη, πιο αποτελεσματική και πιο προσιτή εναλλακτική λύση.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Shiqi Zhang, στην οποία συμμετέχουν επίσης ο υποψήφιος διδάκτορας David DeFazio και ο τριτοετής φοιτητής Eisuke Hirota, εκπαιδεύει ένα τετράποδο ρομπότ εξοπλισμένο με οπτικό «μάτι» εδώ και περίπου ένα χρόνο . Κατά τη διάρκεια μιας επίδειξης στα εργαστήρια του πανεπιστημίου, το μηχάνημα ήταν σε θέση να καθοδηγήσει ένα άτομο μέσα από έναν διάδρομο, ανταποκρινόμενο τόσο σε λεκτικές εντολές όσο και σε τραβήγματα στο λουρί του.
Η προσέγγισή του βασίζεται σε μια μοναδική διεπαφή ζώνης σε συνδυασμό με ενισχυτική μάθηση. Το ρομπότ είναι εκπαιδευμένο να ερμηνεύει την τάση και την κατεύθυνση των τραβήγματος ως σήματα εντολών, ενώ τα συστήματα όρασης και πλοήγησης του επιτρέπουν να αποφεύγει εμπόδια, να διατηρεί μια ασφαλή πορεία και να προσαρμόζει το βάδισμά του.
Σύμφωνα με τον Zhang, μετά από περίπου 10 ώρες εκπαίδευσης με το αναπτυγμένο σύστημα, είναι σε θέση να δημιουργήσουν ρομπότ που κινούνται αυτόνομα, πλοηγούνται σε εσωτερικούς χώρους , καθοδηγούν ανθρώπους αποφεύγοντας εμπόδια και ταυτόχρονα ερμηνεύουν τα ρυμουλκά του λουριού ως κατανοητές οδηγίες. Αυτό αντιπροσωπεύει μια σημαντική επιτάχυνση σε σύγκριση με τα τυπικά δύο έως τρία χρόνια εκπαίδευσης για έναν σκύλο-οδηγό.
Το έργο απέχει ακόμη πολύ από το να γίνει ένα εμπορικά διαθέσιμο προϊόν, αλλά τα αρχικά αποτελέσματα δείχνουν ότι ένας ρομποτικός σκύλος αυτού του τύπου θα μπορούσε να μειώσει δραστικά τον χρόνο και το κόστος εκπαίδευσης σε σύγκριση με τους συμβατικούς σκύλους-οδηγούς. Μεσοπρόθεσμα, η ομάδα θέλει να προχωρήσει πέρα από τις φυσικές εντολές και να προσθέσει μια διεπαφή φυσικής γλώσσας.
Ο DeFazio σημειώνει ότι το επόμενο βήμα θα είναι να εξοπλιστεί το ρομπότ με την ικανότητα να διεξάγει μια συνομιλία με τον χρήστη, κατανοώντας σύνθετα λεκτικά αιτήματα και ανταποκρινόμενο κατάλληλα. Θέλουν επίσης να ενσωματώσουν αυτό που αποκαλούν «έξυπνη ανυπακοή»: εάν ένα άτομο με προβλήματα όρασης δώσει εντολή στο ρομπότ να κινηθεί προς μια περιοχή με επικίνδυνη κυκλοφορία, το σύστημα θα πρέπει να είναι σε θέση να αναγνωρίσει τον κίνδυνο και να αρνηθεί να υπακούσει σε αυτήν την εντολή.
Τελικός στόχος είναι ο ρομποτικός σκύλος να λειτουργεί ως ένας υπεύθυνος αυτόνομος βοηθός , ερμηνεύοντας τις προθέσεις του χρήστη, δίνοντας παράλληλα προτεραιότητα στην ασφάλεια. Αυτό θα απαιτήσει περισσότερα χρόνια έρευνας και δοκιμών σε πραγματικές συνθήκες, αλλά η πορεία που χαράσσεται από αυτές τις αρχικές εμπειρίες δείχνει προς ολοένα και πιο έξυπνα ρομπότ-οδηγούς που ενσωματώνονται περισσότερο στην καθημερινή ζωή.
Εν τω μεταξύ, η αντίθεση μεταξύ του κόστους και του χρόνου που απαιτείται για την εκπαίδευση ενός βιολογικού σκύλου-οδηγού —περίπου 30.000 ευρώ ή περισσότερο και δύο ή τρία χρόνια, με μόνο το μισό ποσοστό επιτυχίας— και των λίγων ωρών εκπαίδευσης που χρειάζεται το ρομπότ Binghamton με το σύστημα ενισχυτικής μάθησης ενισχύει την ιδέα ότι τα ρομποτικά σκυλιά μπορούν να εκδημοκρατικοποιήσουν την πρόσβαση στην υποβοηθούμενη κινητικότητα για εκατομμύρια ανθρώπους.
Αυτό το ολόκληρο οικοσύστημα ρομπότ-οδηγών και ρομποτικών σκύλων-οδηγών, από τη Λύσα στη Βραζιλία μέχρι τα πρωτότυπα στην Κίνα, την Ισπανία και τις Ηνωμένες Πολιτείες, υποδηλώνει ένα μέλλον στο οποίο τα άτομα με προβλήματα όρασης θα μπορούν να επιλέξουν από πολύ διαφορετικές επιλογές: τετράποδους συντρόφους από σάρκα και οστά με τεράστια συναισθηματική αξία, τροχοφόρα ρομπότ σχεδιασμένα για εσωτερικούς χώρους, προηγμένα τετράποδα ικανά να κινούνται σε περίπλοκο έδαφος και υβριδικά συστήματα που συνδυάζουν τα καλύτερα κάθε κόσμου για να προσφέρουν μεγαλύτερη αυτονομία, ασφάλεια και ποιότητα ζωής.
