人工智能技術(shù)在導(dǎo)盲中的應(yīng)用策略

　　摘 要：為了解決傳統(tǒng)導(dǎo)盲手段不完善，導(dǎo)盲資源稀缺的問題，本文介紹了人工智能在傳統(tǒng)導(dǎo)盲領(lǐng)域中的應(yīng)用以及在導(dǎo)盲中的創(chuàng)新，首先介紹了人工智能技術(shù)及導(dǎo)盲的相關(guān)概念，之后分析現(xiàn)有導(dǎo)盲方法存在的缺陷，最后提出通過人工智能完善現(xiàn)有導(dǎo)盲手段，以及研發(fā)創(chuàng)新的導(dǎo)盲產(chǎn)品。事實(shí)表明，該策略能夠較好地完善傳統(tǒng)導(dǎo)盲手段的不足之處，提升盲人群體的生活質(zhì)量，具有一定的參考價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);導(dǎo)盲;應(yīng)用策略

　　盲人群體是殘疾群體中占比很大的一個(gè)群體。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)全世界有盲人9000萬，我國(guó)每年大約會(huì)新增45萬的盲人，以及低視力人員135萬，這意味著幾乎每天每分鐘就可能會(huì)出現(xiàn)1個(gè)盲人和3個(gè)低視力患者，并且我國(guó)有2.46億人患有弱視。如果不采取有力措施，2020年我國(guó)視力殘疾人數(shù)將是2013年的4倍，即將達(dá)到5000余萬人[1]。有研究稱，全球盲人數(shù)量在2050年將會(huì)由3600萬增加到1.15億。來自188個(gè)國(guó)家的研究數(shù)據(jù)表明，超過2億人患有中度至重度的視力障礙。這一數(shù)字預(yù)計(jì)到2050年可能增長(zhǎng)到超過5.5億[2]。

　　盲人的生活和出行問題被社會(huì)各界廣泛關(guān)注。由于缺少視覺感知，盲人的外出非常不便，出行成為他們生活中的一大難處。雖然現(xiàn)在科技在不斷發(fā)展，導(dǎo)盲手段越來越多，但是他們?nèi)圆荒芟裾Ｈ艘粯舆~出自己的家門去體驗(yàn)多彩的世界[3]。所以，讓盲人感受到科技帶來的便利應(yīng)該得到人們的重視。

　　1 人工智能及導(dǎo)盲的概念

　　1.1 人工智能的概念

　　人工智能，英文為Artificial Intelligence，縮寫為AI。人工智能是研究和開發(fā)人類智能模擬、擴(kuò)展和擴(kuò)展的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)的一門新興技術(shù)科學(xué)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。它試圖理解智能的本質(zhì)，并制造出一種新的智能機(jī)器，它能以人類智能所能達(dá)到的方式做出反應(yīng)。該領(lǐng)域的研究主要涉及機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等領(lǐng)域[4]。人工智能誕生以來，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大?？梢韵胂螅斯ぶ悄芩鶐淼目萍籍a(chǎn)品將是人類智能的“容器”，人工智能可以是人類意識(shí)和思維的信息過程模擬。盡管人工智能不是人的智能，但是它可以像人一樣思考，最終超越人類的智慧[5]。

　　1.2 導(dǎo)盲的概念

　　導(dǎo)盲即為引導(dǎo)盲人的活動(dòng)。當(dāng)今世界有各種各樣的導(dǎo)盲資源。能導(dǎo)引盲人活動(dòng)的設(shè)備和器械等統(tǒng)稱為導(dǎo)盲資源。如導(dǎo)盲犬、盲人手杖、大街上有條紋的磚鋪盲道等都可以為盲人引導(dǎo)方向，是幫助盲人判斷方位和識(shí)別障礙物的工具。導(dǎo)盲犬可以幫助盲人主人引導(dǎo)方向，能聽得懂盲人主人的口令，可以帶領(lǐng)盲人主人走安全的路段，躲避障礙和引導(dǎo)盲人主人拐彎，能在途經(jīng)紅燈時(shí)，引導(dǎo)主人停下以免發(fā)生車禍[6]。

　　2 傳統(tǒng)導(dǎo)盲手段存在的問題

　　當(dāng)今傳統(tǒng)的導(dǎo)盲手段基本包括導(dǎo)盲杖或電子導(dǎo)盲杖以及導(dǎo)盲犬。這兩種導(dǎo)盲裝備均存在一系列問題，導(dǎo)盲杖可以為盲人提供的便利十分有限。導(dǎo)盲杖是觸碰到障礙物才被動(dòng)繞開，緩慢摸索前行，而導(dǎo)盲犬是主動(dòng)避開障礙物引領(lǐng)主人前行。用導(dǎo)盲杖加手機(jī)語音也無法精準(zhǔn)到達(dá)目的地，而導(dǎo)盲犬可以精確到達(dá)。相比于導(dǎo)盲杖，導(dǎo)盲犬可以減少盲人上身的碰撞?？偟膩碚f導(dǎo)盲犬比導(dǎo)盲杖是更便利的。但是，合格的導(dǎo)盲犬也是非常稀缺的資源。使用導(dǎo)盲犬的人數(shù)不到視障人士人數(shù)的1%，我們?cè)诖蠼稚弦埠苌倏吹綄?dǎo)盲犬。將一只具有導(dǎo)盲條件的狗培養(yǎng)成導(dǎo)盲犬也是很困難的，成本極其昂貴，培訓(xùn)周期也很長(zhǎng)，一只導(dǎo)盲犬的訓(xùn)練成本高達(dá)25000～30000美元，訓(xùn)練周期長(zhǎng)達(dá)18個(gè)月，而工作壽命僅有8～10年，而且盲人申請(qǐng)導(dǎo)盲犬也絕非易事;現(xiàn)在很多公共場(chǎng)合依然禁止導(dǎo)盲犬的進(jìn)入，這也為盲人的出行帶來的很大的困擾，盲人如何照顧導(dǎo)盲犬也是一大問題，從導(dǎo)盲犬角度來說，他們也犧牲了自身愛玩的天性，需要在工作的時(shí)候能抵抗外來的干擾和誘惑。

　　3 基于人工智能的傳統(tǒng)導(dǎo)盲手段的改進(jìn)

　　3.1 將人工智能技術(shù)應(yīng)用在仿生機(jī)器犬上代替導(dǎo)盲犬

　　隨著仿生機(jī)器人和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人能較好地偵察當(dāng)前周圍環(huán)境和障礙物，能適應(yīng)各種不同的環(huán)境，但其規(guī)劃路線的應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力還是不足，不足以為盲人群體充當(dāng)導(dǎo)盲犬的角色，它缺少一顆能自己思考的“大腦”。但是人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，為其提供了一顆智能的“大腦”?？梢越柚斯ぶ悄芗夹g(shù)提升機(jī)械犬的導(dǎo)盲功能?，F(xiàn)階段研發(fā)的機(jī)器導(dǎo)盲犬具體功能主要包括以下幾點(diǎn)：

　　(1)掌握周圍地形環(huán)境之后，便帶領(lǐng)盲人行走，幫助盲人越過各種障礙，更好地完成爬樓梯等工作。

　　(2)能進(jìn)行定位導(dǎo)航，此機(jī)器具有循跡、繞障、語音播報(bào)、GPS導(dǎo)航和太陽能充電功能。

　　(3)有人機(jī)對(duì)話功能，這樣人與機(jī)器之間就可以溝通。

　　(4)具有GPS自主導(dǎo)盲、人動(dòng)力牽引、語音播報(bào)、GPS獲取盲人位置信息、傾角傳感器傾翻報(bào)警等功能。機(jī)械仿生，根據(jù)生物結(jié)構(gòu)，親便可靠，給盲人帶來方便，而且GPS獲取盲人位置信息只可以在住宅區(qū)、公園等小范圍區(qū)域內(nèi)進(jìn)行正常活動(dòng)，其操作簡(jiǎn)便[6]。

　　(5)能夠適應(yīng)在各種路況環(huán)境下工作，應(yīng)用于實(shí)際日常生活中。

　　3.2 將人工智能技術(shù)應(yīng)用到導(dǎo)盲杖

　　智能導(dǎo)盲杖作為一個(gè)殘疾人的輔助裝置，近幾年來也有一部分市場(chǎng)。新型智能導(dǎo)盲杖裝有多種傳感器，例如紅外傳感器、超聲波傳感器、光敏傳感器。以及多個(gè)智能模塊，例如指南針模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、語音芯片模塊、GPS模塊。通過人工智能將各個(gè)傳感器以及模塊統(tǒng)籌起來，實(shí)現(xiàn)人杖交互的功能，盲人可以通過語音和行為動(dòng)作來和智能導(dǎo)盲杖進(jìn)行交互。該種導(dǎo)盲杖具體可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

　　(1)前方障礙物自動(dòng)報(bào)警或手柄震動(dòng)報(bào)警功能。

　　(2)語音指示方向功能。

　　(3)語音指示當(dāng)前時(shí)間功能。

　　(4)夜間警示路人功能。

　　(5)家人可以GPS定位盲人的功能。

　　4 人工智能技術(shù)在導(dǎo)盲中的應(yīng)用創(chuàng)新

　　近幾年來，人工智能領(lǐng)域已經(jīng)成為世界各大互聯(lián)網(wǎng)公司的戰(zhàn)場(chǎng)，一些公司都在積極進(jìn)行像人工智能這樣高新技術(shù)的研究，在導(dǎo)盲領(lǐng)域，這些公司的創(chuàng)新也為盲人的生活帶來很大便利。

　　谷歌公司就根據(jù)計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)發(fā)布了一款人工智能語音導(dǎo)盲APP，名為L(zhǎng)ookout。它能讓盲人很好地知曉周圍的環(huán)境，讓他們可以根據(jù)環(huán)境的變化進(jìn)行應(yīng)對(duì)。這款A(yù)PP可以在安卓系統(tǒng)的手機(jī)上進(jìn)行使用，使用很便利，只要將手機(jī)的后置攝像頭面向外就可以了，可以把手機(jī)放在上衣的口袋里面，或者掛在用戶的脖子上，當(dāng)然也可以手持。這個(gè)應(yīng)用通過攝像頭將周圍的環(huán)境錄入系統(tǒng)中，再經(jīng)過人工智能的分析，最后報(bào)告給用戶，讓用戶能更好地面對(duì)周圍的環(huán)境。這款A(yù)PP有四種使用模式，可供使用者選擇，分別是家庭場(chǎng)景(Home)、工作娛樂場(chǎng)景(Work and play)、掃描模式(Scan)和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?Experimental)。在家庭模式下，如果用戶想尋找一個(gè)被移動(dòng)過的物品，這款A(yù)PP就會(huì)告訴你這個(gè)被移動(dòng)的物品在哪，通過語音做出提醒，例如杯子在書桌上面。這樣就能有效地避免用戶碰撞到別的東西，從而有效地保護(hù)用戶。在工作娛樂模式下，APP可以提示各種場(chǎng)所的情況，例如正門和電梯的位置等，也可以提示工作中所需要的辦公物品的位置，例如U盤在鍵盤的上面。同時(shí)在娛樂場(chǎng)景下，還能夠識(shí)別周圍的環(huán)境的物體：例如在路上有寵物向你走來，APP就會(huì)識(shí)別并告訴動(dòng)物的種類等情況。同時(shí)還會(huì)提醒你哪里有障礙物。在掃描模式下，用戶可以知悉各種文本等。雖然現(xiàn)在有盲文書籍，但是盲人在閱讀方面還是非常困難的，有了這款A(yù)PP以后，就可以掃描各種文字，并通過語音告知文字的內(nèi)容。例如雜志、報(bào)紙、菜單等。最后的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絼t可以讓用戶摸索出適合自己使用習(xí)慣的功能。比如，用戶想讓其停止當(dāng)前使用模式，就可以擋住其攝像頭，或者用指關(guān)節(jié)敲擊手機(jī)屏幕，這一點(diǎn)能有效地解決誤觸的問題。而且這款A(yù)PP還可以在沒有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下使用，不用擔(dān)心手機(jī)突然斷網(wǎng)的問題。這款A(yù)PP通過人工智能技術(shù)將圖像識(shí)別技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)統(tǒng)籌起來。其中的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以像人一樣學(xué)習(xí)，不斷地提升自己。通過機(jī)器學(xué)習(xí)，不斷地優(yōu)化自己。接受用戶的反饋，來改善自己。給用戶帶來良好的使用體驗(yàn)，應(yīng)用的服務(wù)也會(huì)越來越好。

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