人工智能技术在导盲中的应用策略

　　摘 要：为了解决传统导盲手段不完善，导盲资源稀缺的问题，本文介绍了人工智能在传统导盲领域中的应用以及在导盲中的创新，首先介绍了人工智能技术及导盲的相关概念，之后分析现有导盲方法存在的缺陷，最后提出通过人工智能完善现有导盲手段，以及研发创新的导盲产品。事实表明，该策略能够较好地完善传统导盲手段的不足之处，提升盲人群体的生活质量，具有一定的参考价值。

　　关键词：人工智能技术;导盲;应用策略

　　盲人群體是残疾群体中占比很大的一个群体。世界卫生组织统计全世界有盲人9000万，我国每年大约会新增45万的盲人，以及低视力人员135万，这意味着几乎每天每分钟就可能会出现1个盲人和3个低视力患者，并且我国有2.46亿人患有弱视。如果不采取有力措施，2020年我国视力残疾人数将是2013年的4倍，即将达到5000余万人[1]。有研究称，全球盲人数量在2050年将会由3600万增加到1.15亿。来自188个国家的研究数据表明，超过2亿人患有中度至重度的视力障碍。这一数字预计到2050年可能增长到超过5.5亿[2]。

　　盲人的生活和出行问题被社会各界广泛关注。由于缺少视觉感知，盲人的外出非常不便，出行成为他们生活中的一大难处。虽然现在科技在不断发展，导盲手段越来越多，但是他们仍不能像正常人一样迈出自己的家门去体验多彩的世界[3]。所以，让盲人感受到科技带来的便利应该得到人们的重视。

　　1 人工智能及导盲的概念

　　1.1 人工智能的概念

　　人工智能，英文为Artificial Intelligence，缩写为AI。人工智能是研究和开发人类智能模拟、扩展和扩展的理论、方法、技术和应用系统的一门新兴技术科学，是计算机科学的一个分支。它试图理解智能的本质，并制造出一种新的智能机器，它能以人类智能所能达到的方式做出反应。该领域的研究主要涉及机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等领域[4]。人工智能诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域不断扩大。可以想象，人工智能所带来的科技产品将是人类智能的“容器”，人工智能可以是人类意识和思维的信息过程模拟。尽管人工智能不是人的智能，但是它可以像人一样思考，最终超越人类的智慧[5]。

　　1.2 导盲的概念

　　导盲即为引导盲人的活动。当今世界有各种各样的导盲资源。能导引盲人活动的设备和器械等统称为导盲资源。如导盲犬、盲人手杖、大街上有条纹的砖铺盲道等都可以为盲人引导方向，是帮助盲人判断方位和识别障碍物的工具。导盲犬可以帮助盲人主人引导方向，能听得懂盲人主人的口令，可以带领盲人主人走安全的路段，躲避障碍和引导盲人主人拐弯，能在途经红灯时，引导主人停下以免发生车祸[6]。

　　2 传统导盲手段存在的问题

　　当今传统的导盲手段基本包括导盲杖或电子导盲杖以及导盲犬。这两种导盲装备均存在一系列问题，导盲杖可以为盲人提供的便利十分有限。导盲杖是触碰到障碍物才被动绕开，缓慢摸索前行，而导盲犬是主动避开障碍物引领主人前行。用导盲杖加手机语音也无法精准到达目的地，而导盲犬可以精确到达。相比于导盲杖，导盲犬可以减少盲人上身的碰撞。总的来说导盲犬比导盲杖是更便利的。但是，合格的导盲犬也是非常稀缺的资源。使用导盲犬的人数不到视障人士人数的1%，我们在大街上也很少看到导盲犬。将一只具有导盲条件的狗培养成导盲犬也是很困难的，成本极其昂贵，培训周期也很长，一只导盲犬的训练成本高达25000～30000美元，训练周期长达18个月，而工作寿命仅有8～10年，而且盲人申请导盲犬也绝非易事;现在很多公共场合依然禁止导盲犬的进入，这也为盲人的出行带来的很大的困扰，盲人如何照顾导盲犬也是一大问题，从导盲犬角度来说，他们也牺牲了自身爱玩的天性，需要在工作的时候能抵抗外来的干扰和诱惑。

　　3 基于人工智能的传统导盲手段的改进

　　3.1 将人工智能技术应用在仿生机器犬上代替导盲犬

　　随着仿生机器人和传感器技术的飞速发展，机器人能较好地侦察当前周围环境和障碍物，能适应各种不同的环境，但其规划路线的应对突发情况的能力还是不足，不足以为盲人群体充当导盲犬的角色，它缺少一颗能自己思考的“大脑”。但是人工智能技术的出现，为其提供了一颗智能的“大脑”。可以借助人工智能技术提升机械犬的导盲功能。现阶段研发的机器导盲犬具体功能主要包括以下几点：

　　(1)掌握周围地形环境之后，便带领盲人行走，帮助盲人越过各种障碍，更好地完成爬楼梯等工作。

　　(2)能进行定位导航，此机器具有循迹、绕障、语音播报、GPS导航和太阳能充电功能。

　　(3)有人机对话功能，这样人与机器之间就可以沟通。

　　(4)具有GPS自主导盲、人动力牵引、语音播报、GPS获取盲人位置信息、倾角传感器倾翻报警等功能。机械仿生，根据生物结构，亲便可靠，给盲人带来方便，而且GPS获取盲人位置信息只可以在住宅区、公园等小范围区域内进行正常活动，其操作简便[6]。

　　(5)能够适应在各种路况环境下工作，应用于实际日常生活中。

　　3.2 将人工智能技术应用到导盲杖

　　智能导盲杖作为一个残疾人的辅助装置，近几年来也有一部分市场。新型智能导盲杖装有多种传感器，例如红外传感器、超声波传感器、光敏传感器。以及多个智能模块，例如指南针模块、实时时钟、语音芯片模块、GPS模块。通过人工智能将各个传感器以及模块统筹起来，实现人杖交互的功能，盲人可以通过语音和行为动作来和智能导盲杖进行交互。该种导盲杖具体可以实现以下功能：

　　(1)前方障碍物自动报警或手柄震动报警功能。

　　(2)语音指示方向功能。

　　(3)语音指示当前时间功能。

　　(4)夜间警示路人功能。

　　(5)家人可以GPS定位盲人的功能。

　　4 人工智能技术在导盲中的应用创新

　　近几年来，人工智能领域已经成为世界各大互联网公司的战场，一些公司都在积极进行像人工智能这样高新技术的研究，在导盲领域，这些公司的创新也为盲人的生活带来很大便利。

　　谷歌公司就根据计算机图像识别技术发布了一款人工智能语音导盲APP，名为Lookout。它能让盲人很好地知晓周围的环境，让他们可以根据环境的变化进行应对。这款APP可以在安卓系统的手机上进行使用，使用很便利，只要将手机的后置摄像头面向外就可以了，可以把手机放在上衣的口袋里面，或者挂在用户的脖子上，当然也可以手持。这个应用通过摄像头将周围的環境录入系统中，再经过人工智能的分析，最后报告给用户，让用户能更好地面对周围的环境。这款APP有四种使用模式，可供使用者选择，分别是家庭场景(Home)、工作娱乐场景(Work and play)、扫描模式(Scan)和实验模式(Experimental)。在家庭模式下，如果用户想寻找一个被移动过的物品，这款APP就会告诉你这个被移动的物品在哪，通过语音做出提醒，例如杯子在书桌上面。这样就能有效地避免用户碰撞到别的东西，从而有效地保护用户。在工作娱乐模式下，APP可以提示各种场所的情况，例如正门和电梯的位置等，也可以提示工作中所需要的办公物品的位置，例如U盘在键盘的上面。同时在娱乐场景下，还能够识别周围的环境的物体：例如在路上有宠物向你走来，APP就会识别并告诉动物的种类等情况。同时还会提醒你哪里有障碍物。在扫描模式下，用户可以知悉各种文本等。虽然现在有盲文书籍，但是盲人在阅读方面还是非常困难的，有了这款APP以后，就可以扫描各种文字，并通过语音告知文字的内容。例如杂志、报纸、菜单等。最后的实验模式则可以让用户摸索出适合自己使用习惯的功能。比如，用户想让其停止当前使用模式，就可以挡住其摄像头，或者用指关节敲击手机屏幕，这一点能有效地解决误触的问题。而且这款APP还可以在没有网络的环境下使用，不用担心手机突然断网的问题。这款APP通过人工智能技术将图像识别技术、机器学习等技术统筹起来。其中的机器学习技术，可以像人一样学习，不断地提升自己。通过机器学习，不断地优化自己。接受用户的反馈，来改善自己。给用户带来良好的使用体验，应用的服务也会越来越好。

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