- Tradicionalni psi vodiči su rijetki, skupi i spori za obuku, ostavljajući milijune slabovidnih osoba diljem svijeta bez podrške.
- Novi projekti robota vodiča kombiniraju senzore, umjetnu inteligenciju i GPS za vođenje, opisivanje okoline i poboljšanje autonomije korisnika.
- Od Lyse u Brazilu do prototipova u Kini, Španjolskoj i Sjedinjenim Državama, robotski psi se razmatraju kao alternativa ili dopuna psima vodičima.
- Masovna proizvodnja i učenje s potkrepljenjem ukazuju na pristupačnija i skalabilnija rješenja, uvijek imajući sigurnost korisnika kao prioritet.
Desetljećima su se osobe s oštećenjem vida oslanjale na bijele štapove i tradicionalne pse vodiče za sigurnu navigaciju, ali tehnologija brzo mijenja taj krajolik. Projekti robotskih pasa i robota vodiča pojavljuju se diljem svijeta, obećavajući pristupačniju, skalabilniju i, u nekim slučajevima, precizniju alternativu životinjama pomagačima.
Ova nova generacija robotskih asistenata za slijepe kombinira napredne senzore, umjetnu inteligenciju , GPS i prepoznavanje glasa kako bi vodila korisnike, otkrivala prepreke, interpretirala okolinu, pa čak i "razgovarala" s osobom koju prati. Od Brazila do Kine, uključujući Španjolsku, Sjedinjene Američke Države i Australiju, testiraju se vrlo različiti prototipovi: neki imaju kotače i izgledaju poput kofera, drugi nalikuju autentičnim četveronožnim robotskim psima, a postoje i oni sa šest nogu za dodatnu stabilnost.
Zašto su robotski psi potrebni kao vodiči za slijepe?
Jedan od glavnih pokretača ovog trenda je ogroman nedostatak pasa vodiča u usporedbi s brojem ljudi kojima je potreban. Samo u Španjolskoj postoji gotovo milijun ljudi s nekom vrstom oštećenja vida, no ipak postoji samo oko 957 aktivnih pasa vodiča koji ih prate u svakodnevnom životu.
Svjetska zdravstvena organizacija procjenjuje da globalno oko 314 milijuna ljudi ima značajno oštećenje vida, od kojih je otprilike 45 milijuna slijepo. S obzirom na ove brojke, model temeljen isključivo na dresiranim psima očito je nedostatan, čak i u zemljama s dobro uspostavljenim i subvencioniranim programima.
Problem nije samo u količini, već i u cijeni i vremenu obuke . Obuka psa vodiča zahtijeva oko dvije do tri godine specijaliziranog rada, a samo oko polovica životinja koje započnu proces uspješno ga završi. U zemljama poput Španjolske, ukupni trošak po psu može biti oko 30.000 eura, iako ga često pokrivaju organizacije poput ONCE-a (Španjolska nacionalna organizacija slijepih); drugdje se brojke kreću oko 50.000 dolara po psu vodiču.
U Brazilu situacija nije ništa ohrabrujuća: procjenjuje se da postoji samo oko 200 aktivnih pasa vodiča za otprilike 6,5 milijuna ljudi s oštećenjem vida. U Kini je neravnoteža još upečatljivija: oko 400 pasa vodiča za više od 17 milijuna slijepih osoba, u kontekstu gdje je vlasništvo pasa pomagača relativno novo i gdje mnoga radna mjesta, restorani i javni prostori nisu baš prilagođeni životinjama.
S obzirom na ovu situaciju, mnogi istraživači i poduzetnici postavili su si vrlo izravno pitanje: ako je obuka i održavanje psa vodiča tako sporo, skupo i ograničeno , zašto ne razviti robotsku alternativu koja se može masovno proizvoditi, s vremenom postati jeftinija i dosegnuti mnogo više ljudi?
LYSA: robotski vodič na kotačima rođen u Brazilu
Jedan od najnaprednijih i najkonkretnijih projekata je Lysa , robot vodič koji je razvio brazilski startup Vixsystem. Ne nalikuje psu, već malom koferu s uvlačivom ručkom i kotačima. Teži oko 4 kilograma i visok je oko 40 centimetara. Njegov dizajn je osmišljen kako bi slabovidnoj osobi omogućio da uhvati ručku i kreće se s njom kao da vuče lagana kolica.
Lysa je inicijalno dizajnirana za unutarnje okruženje poput trgovačkih centara, trgovina i zračnih luka, a testiranje je već započelo u državama poput Espírito Santa, Rio de Janeira i São Paula. Za rad, robot kombinira specijalizirani softver, mobilnu aplikaciju, umjetnu inteligenciju, mrežu senzora, kameru i Lidar laserski sustav, koji mu omogućuje detekciju svjetlosti i mjerenje udaljenosti s velikom preciznošću.
Zahvaljujući ovom paketu tehnologija, robot je u stanju mapirati svoju okolinu, izračunati rute i voditi korisnika do određenog odredišta. Tijekom putovanja, Lysa pruža i akustične i kinetičke znakove, omogućujući korisniku da percipira kretanje robota i čuje jasne upute o putu kojim treba ići.
Prema riječima svog tvorca, računalnog znanstvenika Nedinalve de Araúja Sellina, Lysa ne samo da detektira i izbjegava prepreke na razini tla, već i one na srednjoj visini ili iznad korisnikove glave, poput grana drveća ili visećih cvjetnih posuda, koje su često uzrok mnogih nesreća s konvencionalnim štapovima za hodanje . Nadalje, robot identificira nalazi li se ispred njega osoba ili skupina ljudi i u skladu s tim prilagođava svoje ponašanje.
Sellin uspoređuje Lysu s takozvanim pametnim štapovima koji su već na tržištu, napominjući da robot nudi preciznije navođenje i višu razinu "inteligencije". Dok je štap ograničen na otkrivanje prepreka, robot razumije raspored okoline, planira rute, interpretira prisutnost drugih elemenata i sve te informacije prenosi korisniku na organiziran način.
U svojoj trenutnoj fazi, robot se prodaje za unutarnju upotrebu po cijeni od oko 15.000 reala , a tvrtka je počela primati narudžbe i za prodane jedinice i za one posuđene klijentima za pilot testiranje. Budući da se radi o novoj tehnologiji, mnoge organizacije radije je temeljito testiraju prije velikih kupnji, pa Vixsystem kombinira izravnu prodaju s ugovorima o evaluaciji.
Lysina priča započela je mnogo skromnije 2011. godine, kada je Sellin predavala robotiku u javnoj srednjoj školi u općini Serra, u gradskom području Vitórije. Nakon što su shvatili da je potreba za rješenjima za mobilnost osoba s oštećenjem vida stvarna i hitna, ona i njezini učenici sastavili su prvi domaći prototip koristeći dijelove drugih robota i testirali ga s oko 20 slijepih osoba kako bi prikupili njihove povratne informacije.
Iako taj prvi model nije bio ni blizu gotovog proizvoda, mnogi sudionici bili su spremni kupiti ga takvog kakav jest, što je pojačalo uvjerenje da postoji snažna, nezadovoljena potražnja . Od tada je poduzetnica osigurala razne izvore financiranja, počevši od 2014. s projektom Nacionalnog vijeća za znanstveni i tehnološki razvoj (CNPq), što joj je omogućilo da zaposli dva istraživača s magisterijima - jednog iz elektroničkog inženjerstva, a drugog iz računarstva - kako bi dalje razvili dizajn.
Tijekom sljedećih godina proizvedeno je nekoliko prototipova i provedeno je više krugova validacije s više od 200 slabovidnih osoba , integrirajući njihove povratne informacije u konačni koncept Lyse. Godine 2017. Sellinino sudjelovanje u brazilskoj verziji televizijske emisije Shark Tank donijelo joj je 200.000 reala i, možda još važnije, medijsku vidljivost koja je olakšala potragu za daljnjom podrškom.
Vixsystem je također osigurao financiranje od Agencije za financiranje studija i projekata (Finep) i Zaklade za znanstvena istraživanja i inovacijsku podršku Espírito Santo (Fapes). Projekt je 2021. godine napravio značajan korak naprijed kada je odabran za FAPESP-ov Program inovativnih istraživanja u malim poduzećima (PIPE) , u okviru strateškog poziva vezanog uz internet u suradnji s Ministarstvom znanosti, tehnologije i inovacija (MCTI), Ministarstvom komunikacija (MCom) i Brazilskim upravljačkim odborom za internet (CGI.br).
Zahvaljujući ovom poticaju, tvrtka radi na vanjskoj verziji Lyse , opremljenoj GPS-om i dizajniranoj za upotrebu na javnim cestama. Ovdje je tehnički izazov veći, jer se robot mora nositi s nepostojećim nogostupima, raskrižjima, neravnim terenom i širokim rasponom urbanih situacija. Sellin priznaje da je nedostatak definiranih nogostupa jedan od glavnih izazova koje treba prevladati prije nego što sustav bude zaista održiv na ulici.
Prednosti i nedoumice u usporedbi s tradicionalnim psima vodičima
Pojava robota vodiča poput Lyse potaknula je zanimljivu raspravu na području oštećenja vida. Iz Zaklade Dorina Nowill za slijepe u São Paulu, odvjetnik Marcelo Panico smatra da je ideja robotskog vodiča vrlo obećavajuća , ali inzistira na tome da se mora pažljivo procijeniti, kako zbog troškova, tako i zbog društvenih implikacija.
Psi vodiči trenutno uživaju visoku razinu društvenog priznanja , a njihov pristup raznim okruženjima (prijevoz, trgovine, javne zgrade itd.) podržan je zakonom u mnogim zemljama. Nadalje, emocionalna veza uspostavljena između slijepe osobe i njenog psa vodiča ima izravan utjecaj na psihološku dobrobit i samopoštovanje korisnika - nešto što je teško replicirati strojem.
Panico naglašava da je pas vodič puno više od pomagala za kretanje: on je stalni pratitelj , emocionalna podrška i posrednik u društvenoj interakciji. Jednostavna činjenica da ljudi prilaze kako bi pitali za psa ili pokazali interes za osobu generira ljudske interakcije koje robot, koliko god sofisticiran bio, ne može ponuditi na isti način.
Istovremeno, odvjetnik priznaje da izuzetno ograničena dostupnost pasa vodiča u zemljama poput Brazila i Kine isključuje veliku većinu ljudi kojima su potrebni. Troškovi obuke, duge liste čekanja i teškoće u pronalaženju prikladnih životinja znače da mnogi ljudi nikada nemaju pristup pravom psu vodiču.
Stoga, umjesto da u potpunosti zamijene pse, mnogi projekti robota vodiča zamišljeni su kao dodatak ili alternativa za one koji ne mogu pristupiti životinji ili kao prijelazno rješenje dok čekaju da im se dodijeli. Neki također sugeriraju da u određenim kontekstima (na primjer, u složenim interijerima ili u zadacima koji uključuju prepoznavanje vizualnih informacija), robot može obavljati funkcije koje pas nije opremljen.
Četveronožni robotski psi: od Boston Dynamicsa do jeftinijih verzija
U području robota nalik psima, vodeći svjetski primjer je Spot , četveronožac kojeg je razvila američka tvrtka Boston Dynamics. Ovaj je robot zvijezda spektakularnih demonstracija na sajmovima tehnologije i već se koristi u sektorima poput građevinarstva i rudarstva za inspekcijske i izviđačke zadatke na teškom ili opasnom terenu.
Spot se ističe svojom zapanjujućom mobilnošću : penje se stepenicama, prelazi neravne površine, održava ravnotežu pri guranju i može biti opremljen kamerama i senzorima za prikupljanje podataka. Međutim, njegova cijena, koja u Sjedinjenim Državama prelazi 70.000 dolara, čini ga potpuno nedostupnim većini korisnika i institucija koje rade sa slijepim osobama.
Inspirirani ovim modelom, nekoliko tvrtki u Kini, Japanu i Njemačkoj razvilo je vlastite četveronožne robote , neke s industrijskim fokusom, a druge gotovo poput naprednih igračaka. Na tržištu su se pojavile mnogo jeftinije kineske verzije; na primjer, Unitre Robotics prodaje šest modela robotskog psa, s početnom cijenom od oko 2.700 dolara za najosnovniji.
Unatoč tome, ovi uređaji nisu dizajnirani kao vodiči za osobe s oštećenjem vida . Njihova glavna upotreba je nadzor, pregled tunela i podzemnih prostora, otkrivanje eksploziva i druge sigurnosne ili održavajuće funkcije. Da bi se transformirali u prave vodiče, trebalo bi redizajnirati i njihov softver i korisničko sučelje, kao i njihovo ponašanje prilagoditi specifičnim potrebama slijepih osoba.
U Brazilu, istraživač Diego Renan Bruno iz Laboratorija za mobilnu robotiku Sveučilišta u São Paulu (ICMC-USP) koristi Spot kao referencu za vlastiti projekt robotskog psa vodiča . Zajedno sa svojim bivšim studentom Marcelom Assisom, počeo je raditi 2017. u unutrašnjosti države São Paulo, u općini Catanduva, razvijajući prototipove koji su se s vremenom razvijali.
Njihova prva verzija izgrađena je na vrlo „uradi sam“ način, ponovno koristeći dijelove starog usisavača. Kasnije su, u sklopu programa hakerske rezidencije Red Bull Basement, 2019. godine razvili drugi prototip, a sada planiraju treću iteraciju koja će biti robot s nogama, približavajući se klasičnoj ideji robotskog psa.
Bruno tvrdi da ako ćemo govoriti o " robotskom psu vodiču ", on bi se trebao ponašati slično kao pravi pas vodič, odnosno trebao bi biti sposoban kretati se po stepenicama, rubnicima i neravnom terenu bez oslanjanja na rampe ili potpuno glatke površine. Po njegovom mišljenju, roboti na kotačima ograničeni su na područja s pristupačnošću usporedivom s invalidskim kolicima, dok bi dobro dizajniran četveronožac mogao pristupiti mnogo većem broju okruženja.
Kineski robotski pas vodič sa šest nogu: stabilnost i prepoznavanje glasa
U Kini, tim sa Strojarskog fakulteta Sveučilišta Jiao Tong u Šangaju razvija vrlo neobičnog robotskog psa vodiča. Podsjeća na engleskog buldoga, iako je nešto širi, a značajan je po tome što ima šest nogu umjesto četiri - dizajnerski izbor namijenjen maksimiziranju stabilnosti i glatkim pokretima.
Njegov tvorac, Gao Feng, objašnjava da kada robot podigne tri noge kako bi se kretao naprijed, ostale tri formiraju vrlo stabilan tronožac , smanjujući trzaje koje osjeća slijepa osoba pričvršćena za remen. Cilj je da korisnik iskusi glatko i udobno kretanje, bez naglih trzaja koji bi mogli uzrokovati nesigurnost.
Ovaj robotski pas opremljen je baterijom senzora i kamera koje mu omogućuju prepoznavanje okoline, identificiranje prometnih znakova, tumačenje semafora i otkrivanje različitih vrsta prepreka. Osim toga, integrira sustav prepoznavanja glasa s točnošću od preko 90% i vremenom odziva manjim od jedne sekunde, tako da može brzo reagirati na korisnikove verbalne naredbe.
Umjetna inteligencija koja upravlja robotom upravlja planiranjem rute , interpretira glasovne naredbe i pruža zvučna upozorenja u stvarnom vremenu o svojoj okolini, od pješačkih prijelaza do nadolazećih opasnih raskrižja. Sustav također uključuje sučelje kojim se upravlja uzicom, slično onome koje se koristi kod pravog psa, za podešavanje brzine hodanja ili označavanje promjena smjera.
Projekt se trenutno testira na otvorenom , uz aktivno sudjelovanje slijepih osoba koje pomažu u finom podešavanju lokomotornog ponašanja robota i prirodnosti njegovih glasovnih naredbi (trenutno usmjerenih na kineski). Gao Fengova vizija je da se, nakon što eksperimentalna faza završi, uređaj može masovno proizvoditi, postupno smanjujući njegovu cijenu.
Sam Gao uspoređuje ovu viziju s automobilskom industrijom: prirodni pas vodič zahtijeva godine individualizirane obuke i njegov broj je nužno ograničen, dok bi se robot mogao proizvoditi kao standardna industrijska roba, što bi rezultiralo potencijalnim tržištem od desetaka milijuna jedinica kako bi se zadovoljila globalna potražnja za vodičima za slijepe osobe.
Šape 2.0 na Sveučilištu u Alicanteu: robotski pas vodič s naglaskom na društvo
U Španjolskoj se također postiže napredak u ovom području s projektima poput Paws 2.0 , malog četveronožnog robota koji trenutno šeta kampusom Sveučilišta u Alicanteu zajedno sa studentima i drugim posjetiteljima. Njegovo ime, koje na engleskom znači "male šape", odražava dugogodišnji rad istraživačkog tima s iskustvom u tehnologijama za osobe s invaliditetom.
Paws koristi laserske senzore, slične onima u usisavaču tipa Roomba, ali puno snažnije, u kombinaciji s visokopreciznom GPS tehnologijom i obradom videa pokretanom umjetnom inteligencijom. Zahvaljujući ovoj postavci, može mapirati rute unutar kampusa, izbjegavati prepreke u stvarnom vremenu i izvoditi male "trikove" koji uvelike impresioniraju one koji ga vide u akciji.
Istraživači objašnjavaju da im cilj nije "zamijeniti" tradicionalne pse vodiče, već ponuditi tehnološki dodatak koji se može koristiti dok osoba čeka da joj se dodijeli pravi pas vodič ili u okruženjima gdje životinja nije najbolja opcija. Teoretski, kada se Paws potpuno razvije, slijepa osoba mogla bi imati robotskog asistenta za nekoliko dana, umjesto da mora čekati godinama.
Osim što samo daje upute, robot je dizajniran da nudi dodatne usluge : čitanje jelovnika u restoranu, prepoznavanje proizvoda u supermarketu, lociranje ulaza u trgovinu ili opisivanje broja ljudi u prostoriji, između ostalog. Sve te informacije prenosit će putem integriranog zvučnika, efektivno postajući mobilni slušni asistent.
Jedna od prednosti koju su istaknuli voditelji projekta je visoka preciznost GPS lokacije , koja omogućuje korisniku da bude vođen do određenih koordinata (poput određenih vrata unutar zgrade), nešto što tradicionalni pas vodič ne može učiniti s tom razinom točnosti. Nadalje, robot uči putem neuronske mreže sposobne prepoznati uzorke poput semafora, predmeta, vrsta podova ili prepreka na svom putu.
Tim sa Sveučilišta u Alicanteu prethodno je radio s rješenjima računalnog vida za slijepe osobe, poput aplikacije koja, na temelju fotografije ili videa, opisuje okolinu kako bi pomogla u lociranju predmeta ili identificiranju vizualnih karakteristika (na primjer, boje odjevnog predmeta). Sada je ta tehnologija integrirana u Paws zajedno sa zvučnikom kako bi ponudila potpunijeg asistenta.
Ako sve bude išlo po planu, potpuno funkcionalan prototip očekuje se unutar nekoliko godina , iako bi dolazak komercijalnog proizvoda za kućnu upotrebu mogao biti odgođen za gotovo desetljeće zbog procesa certificiranja, testiranja u stvarnom svijetu i industrijskog skaliranja. Projekt financiraju Institut za istraživanje računalnih znanosti Sveučilišta u Alicanteu i Synergy Tech, tvrtka koja proizvodi Paws 2.0 i druge robote sa sličnim značajkama.
Robotski pas vodič iz Binghamtona (New York): učenje s potkrepljenjem i „pametna uzica“
U Sjedinjenim Državama, grupa inženjera s Odjela za računalne znanosti Sveučilišta Binghamton , Državnog sveučilišta New York, također radi na robotskom psu vodiču osmišljenom kao jeftinija, učinkovitija i pristupačnija alternativa.
Tim, koji vodi docent Shiqi Zhang, a u kojem su i doktorand David DeFazio i student treće godine Eisuke Hirota, već oko godinu dana trenira četveronožnog robota opremljenog vizualnim "oko" . Tijekom demonstracije u sveučilišnim laboratorijima, stroj je bio u stanju voditi osobu kroz hodnik, reagirajući i na verbalne naredbe i na povlačenje uzice.
Njegov pristup temelji se na jedinstvenom sučelju remena u kombinaciji s učenjem s potkrepljenjem. Robot je obučen da interpretira napetost i smjer povlačenja kao naredbene signale, dok mu sustavi vida i navigacije omogućuju izbjegavanje prepreka, održavanje sigurnog puta i prilagođavanje hoda.
Prema Zhangu, nakon otprilike 10 sati obuke s razvijenim sustavom, sposobni su stvoriti robote koji se kreću autonomno, snalaze se u zatvorenom prostoru , vode ljude izbjegavajući prepreke i istovremeno interpretiraju povlačenje povodca kao razumljive upute. To predstavlja značajno ubrzanje u usporedbi s tipičnim dvjema do trima godinama obuke za psa vodiča.
Projekt je još uvijek daleko od komercijalno dostupnog proizvoda, ali početni rezultati pokazuju da bi robotski pas ove vrste mogao drastično smanjiti vrijeme i troškove obuke u usporedbi s konvencionalnim psima vodičima. Srednjoročno gledano, tim želi ići dalje od fizičkih naredbi i dodati sučelje s prirodnim jezikom.
DeFazio napominje da će sljedeći korak biti opremanje robota sposobnošću vođenja kontekstualnog razgovora s korisnikom, razumijevanja složenih verbalnih zahtjeva i odgovarajućeg reagiranja. Također žele uključiti ono što nazivaju "inteligentnom neposlušnošću": ako slabovidna osoba naredi robotu da se kreće prema području s opasnim prometom, sustav bi trebao biti u stanju prepoznati rizik i odbiti poslušati tu naredbu.
U konačnici, cilj je da robotski pas djeluje kao odgovoran autonomni asistent , tumačeći korisnikove namjere, a istovremeno dajući prioritet sigurnosti. To će zahtijevati više godina istraživanja i testiranja u stvarnim situacijama, ali put koji su zacrtala ova početna iskustva upućuje na sve inteligentnije robote vodiče koji su više integrirani u svakodnevni život.
U međuvremenu, kontrast između troškova i vremena potrebnog za obuku biološkog psa vodiča - oko 30.000 eura ili više te dvije ili tri godine, sa samo upola manjom stopom uspjeha - i nekoliko sati obuke potrebnih robotu Binghamton sa svojim sustavom učenja s potkrepljenjem pojačava ideju da robotski psi mogu demokratizirati pristup potpomognutoj mobilnosti za milijune ljudi.
Cijeli ovaj ekosustav robota vodiča i robotskih pasa vodiča, od Lyse u Brazilu do prototipova u Kini, Španjolskoj i Sjedinjenim Državama, ukazuje na budućnost u kojoj će osobe s oštećenjem vida moći birati između vrlo različitih opcija: četveronožnih pratitelja od krvi i mesa s ogromnom emocionalnom vrijednošću, robota na kotačima dizajniranih za unutarnje prostore, naprednih četveronožaca sposobnih za kretanje po složenom terenu i hibridnih sustava koji kombiniraju najbolje od svakog svijeta kako bi ponudili veću autonomiju, sigurnost i kvalitetu života.
