In der neuesten Episode von Lexicon haben wir Doctor Xianbao Chen und Professor Gao Feng von der Shanghai Jiao Tong University interviewt, um ihre bahnbrechende Arbeit an einem sechsbeinigen Roboterführhund für Sehbehinderte zu diskutieren.
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Xianbao Chen ist promovierter Forscher im Bereich Robotik und arbeitet derzeit an der Shanghai Jiao Tong University in der Fakultät für Maschinenbau. Mit über einem Jahrzehnt Erfahrung im Bereich Robotikdesign hat Chen maßgeblich an der Entwicklung fortschrittlicher Robotiksysteme gearbeitet, einschließlich des innovativen sechsbeinigen robotischen Führhundes, um Sehbehinderten zu helfen.
Seine Arbeit integriert Spitzen-Technologien, um praktische Lösungen zu schaffen, die das tägliche Leben von Menschen mit Behinderungen verbessern.
Professor Gao Feng ist ein führender Experte für Robotik und Maschinenbau an der Shanghai Jiao Tong University. Er ist spezialisiert auf das Design und die Anwendung von Parallelrobotern und leitet das Forschungsteam hinter dem wegweisenden Projekt des sechsbeinigen robotischen Führhundes.
Unter seiner Führung hat das Team bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung praktischer Robotik-Anwendungen gemacht, insbesondere assistierende Technologien. Die Arbeit von Professor Gao wird für ihr Potenzial anerkannt, die Zugänglichkeit und Unabhängigkeit von Sehbehinderten weltweit zu revolutionieren.
Die Welt ist bereit für Roboterführhunde
Wie Chen gegenüber IE erklärte, war die Hauptinspiration hinter dem robotischen Führhund deren Mangel in seiner Heimat China. Erstaunlicherweise stehen trotz über 17 Millionen Sehbehinderter in China weniger als 400 ausgebildete Führhunde zur Verfügung. „Wir sahen einen riesigen Bedarf an Führhunden in China, mit über 17 Millionen Sehbehinderten und weniger als 400 verfügbaren Führhunden. Dies inspirierte uns, den Hexapod-Roboter zu entwickeln, um diese Lücke zu schließen“, erklärte Chen.
Traditionelle lebende Führhunde, obwohl von unschätzbarem Wert, benötigen lange Trainingszeiten und können relativ teuer sein. Tatsächlich kostet jeder Führhund rund 30.000 Dollar zum Ausbilden. Selbst nach dem Training eignen sich nicht alle Hunde für diese Rolle, was ihre Verfügbarkeit weiter einschränkt. Darüber hinaus ist das Konzept der Führhunde in China relativ neu, wo kulturelle und gesetzliche Barrieren ebenfalls ihre weitreichende Übernahme einschränken.
Aus diesem Grund entschied sich das Team der Shanghai Jiao Tong University, eine massenproduzierte robotische Alternative zu entwickeln. Dies würde die Kosten reduzieren und die Zugänglichkeit der Führhund-Technologie für Bedürftige erhöhen. „Durch Bündelung der Lieferkette und dem Schritt zur Massenproduktion arbeiten wir daran, die Kosten des Roboters erheblich zu senken, um ihn für diejenigen zugänglicher zu machen, die ihn benötigen“, erklärte Professor Gao Feng.
Unter der Haube des Roboterhunds
Der von Professor Gao und seinem Team entwickelte robotische Führhund ist kein gewöhnlicher Roboter. Im Gegensatz zu traditionellen Vierbein-Robotern verfügt dieser Führhund über ein Sechsbein-Design, das eine verbesserte Stabilität und Mobilität über verschiedene Gelände bietet.
Das hexapodale Design des Roboters hilft ihm, das Gleichgewicht auch auf unebenen Oberflächen zu halten. Angesichts seiner beabsichtigten Rolle ist dies ein entscheidendes Merkmal für die Unterstützung von sehbehinderten Benutzern.
„Die Antwort ist recht einfach“, sagte Gao Feng. „Ein Sechsbein-Roboter ist stabiler. Wenn er geht, bleiben immer drei Beine auf dem Boden, die ein Dreieck bilden, was inhärent stabiler ist als ein Vierbein-Roboter, der zu einem bestimmten Zeitpunkt auf zwei Beinen geht.“ Wie Chen uns erklärte, ist diese Stabilität entscheidend für die Fähigkeit des Roboters, komplexe Umgebungen zu navigieren, wie zum Beispiel städtische Straßen mit Hindernissen, Treppen und anderen potenziellen Gefahren. Aber damit ist es noch nicht getan.
Eine Batterie von Sensoren
Der robotische Führhund ist auch mit einem ausgeklügelten Satz von Sensoren ausgestattet, darunter visuelle, auditive und Kraftsensoren, die es ihm ermöglichen, seine Umgebung zu „sehen“, „hören“ und „fühlen“. Diese Sensoren arbeiten zusammen, um eine umfassende Karte der Umgebung zu erstellen und dem Roboter zu ermöglichen, seinen Benutzer sicher und effektiv zu führen.
„Unser Roboter kann Verkehrsampeln mit Kameras und maschinellem Lernen identifizieren, was traditionelle Führhunde nicht können. Diese Funktion ist entscheidend für die Sicherheit und Unabhängigkeit sehbehinderter Benutzer“, merkte Gao Feng an.
Neben seinen Navigationsfähigkeiten verfügt der Roboter über eine fortschrittliche Spracherkennungstechnologie. Laut Chen kann das System Befehle mit einer Genauigkeit von über 90% verstehen und in weniger als einer Sekunde antworten. Derzeit ist dies jedoch hauptsächlich auf Chinesisch.
„Die Herausforderung besteht darin, dass der Benutzer nicht immer Befehle wie erwartet spricht. Manchmal sprechen sie einfach, sodass das System nicht immer versteht. Wir verbessern diesen Aspekt, um den Roboter benutzerfreundlicher zu machen“, erklärte Chen gegenüber IE.
Wie der Roboterführhund abschneidet
Soweit so gut, aber damit der Roboterführhund eine Zukunft haben kann, muss er wirklich mit echten sehbehinderten Benutzern unter realen Bedingungen getestet werden. Zu diesem Zweck hat das Team Feldtests mit sehbehinderten Personen durchgeführt, um Feedback zu sammeln und das Design und die Funktionalität des Roboters zu verfeinern.
Ein verheiratetes Paar, Li Fei und Zhu Sibin, nahmen an diesen Tests teil und lieferten wertvolle Einblicke, die bei der Gestaltung des Roboters geholfen haben. „Sie stimmen der Methode zu, dass der Roboter automatisch navigiert, um sie dorthin zu bringen, wo sie hinwollen“, erklärte Chen.
„Es gab jedoch auch einige Vorschläge. Zum Beispiel denken sie, dass der Roboter derzeit sehr wenige Befehle erkennen kann. In Zukunft hoffen sie, dass mehr Befehle verfügbar sein können, und sie schlugen auch vor, dass der Roboter häufiger Nachrichten übermitteln sollte, wie beispielsweise Updates über die Umgebung oder Ratschläge anzubieten“, fügte er hinzu.
Ein weiterer Bereich des Feedbacks konzentrierte sich auf die taktile Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem Roboter. Derzeit wird der Roboter über einen Stock gesteuert, der den Benutzer mit dem Gerät verbindet und es ihm ermöglicht, den Roboter nach Bedarf zu schieben oder zu ziehen.
Die Benutzer wünschten sich eine erhöhte Empfindlichkeit in diesem Steuermechanismus, an dem das Team arbeitet, um ihn in zukünftigen Iterationen zu verbessern. „Das Feedback der Benutzer ist von unschätzbarem Wert“, sagte Gao Feng. „Es hilft uns, den Roboter zu verfeinern, um besser ihren Bedürfnissen gerecht zu werden und sicherzustellen, dass er ihre Unabhängigkeit und Sicherheit verbessert.“
Ausblick in die Zukunft
Obwohl der robotische Führhund zahlreiche Vorteile bietet, wirft er auch wichtige ethische Überlegungen auf, insbesondere in Bezug auf seinen potenziellen Einfluss auf traditionelle Führhunde und die Mensch-Tier-Bindung. Professor Gao Feng räumte diese Bedenken ein und betonte, dass das Ziel nicht darin besteht, traditionelle Führhunde zu ersetzen, sondern sie zu ergänzen.
„Wir glauben, dass sich Roboterführhunde und traditionelle Führhunde existieren können“, sagte Gao. „Die emotionale Verbundenheit der traditionellen Führhunde kann nicht durch robotische Führhunde ersetzt werden. Aber für diejenigen, die keinen Zugang zu einem traditionellen Führhund haben, kann die robotische Alternative erhebliche Vorteile bieten“, fügte er hinzu.
Für die Zukunft konzentriert sich das Team darauf, die Leistung des Roboters weiter zu verbessern, einschließlich der Verbesserung seiner Fähigkeit, Hindernisse zu erkennen und zu vermeiden, informelle Sprache zu verstehen und möglicherweise auch Funktionen wie GPS-Verfolgung oder Integration mit Plattformen wie großen Sprachmodellen (LLMs) für eine dynamischere Benutzerinteraktion einzubeziehen.
Gao Feng sieht auch Potenzial für den globalen Einsatz dieser Technologie und nannte den Mangel an Führhunden ein weltweites Problem, nicht nur ein Problem in China. „Diese Technologie hat ein globales Potenzial, weil der Mangel an Führhunden nicht nur ein Problem in China ist, sondern weltweit. Wir planen, den Roboter an verschiedene kulturelle und Umgebungskontexte anzupassen.“
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ÜBER DEN HERAUSGEBER
Christopher McFadden schloss 2004 sein Studium der Geologie an der Cardiff University ab. Seitdem hat er ausschließlich in den Bereichen Bauwesen, Arbeitssicherheit und Umweltberatung gearbeitet. Er ist ein qualifizierter und akkreditierter Energieberater, Green Deal Gutachter und Praktikermitglied des IEMA. Chris Interessen reichen von Wissenschaft und Technik über Militär- und Alte Geschichte bis hin zu Politik und Philosophie.