什么特征是机器人导盲犬必不可少的？研究人员认为，找到答案的最佳方式是向盲人询问。最近，由马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的一项研究确定了根据导盲犬用户和训练师的见解所需的主要特征，以开发机器人导盲犬。该研究在2024年人机交互会议（CHI 2024）上荣获最佳论文奖。导盲犬在为视力受损者提供独立性和流动性方面发挥着至关重要的作用。导盲犬是视觉障碍人士的宝贵资源，但由于受限于受训犬只的有限供应、高昂的费用、过敏和其他身体限制，仅有一小部分人能获得这些帮助。机器人有潜力填补这一空白，满足那些无法拥有导盲犬的人们的需求，前提是设计师能够开发出合适的特征。马萨诸塞大学阿默斯特分校信息与计算机科学学院助理教授金东贤强调，导盲犬机器人的潜力可以应对这一紧迫需求。这篇论文强调了在开发帮助视力障碍者的机器人技术之前，了解依赖导盲犬的视觉障碍人士需求的重要性。研究团队对23名视觉障碍导盲犬使用者和5名训练师进行了访谈和观察，以识别导盲犬的当前局限性以及使用者在有效导盲犬中所寻求的特质。这些信息在未来机器人导盲犬的开发中将发挥至关重要的作用。
访谈中出现的一个较复杂的主题是机器人自主性与人类控制之间的微妙平衡。金教授表示：“最初，我们认为我们正在开发一辆自主驾驶的汽车。”设想是用户可以指示机器人去哪里，然后机器人将在用户的陪伴下独立导航到该目的地。然而，事实并非如此。访谈揭示，使用者并不将他们的狗作为一个全局导航系统，而是使用者控制整体路线，而狗负责局部的障碍物避让。然而，尽管如此，这并不是一个严格的规则，狗也可以学习熟悉的路径，并最终在不需要使用者指示的情况下将一个人引导到常去的目的地。
“当使用者相信狗并给予狗更多的自由时，这有点微妙，”金教授说道。“我们不能仅仅创造一个完全被动的机器人，只会跟随使用者，或者完全独立，因为那样使用者会感到不安全。”研究人员希望这篇文章不仅能帮助金教授的实验室，也能为其他机器人开发者提供指导。“在这篇文章中，我们还提供了关于如何开发这些机器人以使其自主运作的指导，同时确保使用者的安全。”金教授的机器人实验室博士生候赫尔·黄（Hochul Hwang）是论文的第一作者，他强调了使机器人能够在现实场景中使用的重要性。他指出，两小时的电池续航能力对于通勤至关重要，因为这覆盖了大部分平均通勤时间。事实上，约90%受访者提到电池续航能力是一个关键因素。黄解释说，设计电池续航时间更长的硬件是至关重要的，因为当前的四足机器人无法持续运行两小时。
论文还强调了其他重要发现，例如增加更多的摄像头方向，以帮助机器人避开头顶障碍物，以及增加音频传感器以探测来自遮蔽区域的危险。获奖的最兴奋之处在于，研究界认识到并理解“人行道”这一提示，传达了“直走”的信号，这意味着遵循街道（而不是沿着完美的直线行走）；并帮助用户上对的公交车（然后找到座位）。这篇论文是一个很好的起点，还有更多的信息可以从他们的2000分钟音频和240分钟视频数据中提取。获得最佳论文奖是一个重要的荣誉，使这项工作位列所有提交给会议的论文的前1%。金教授强调了我们使命的重要性。“鉴于我们预计在明年内不会有导盲犬机器人的可用性，并且承认我们可能无法解决每一个问题，我们希望大家能从这篇论文中获得灵感，激励更多的机器人和人机交互研究者，以更快地实现我们的愿景。”
这篇论文还包括其他研究人员的贡献，包括：
伊凡·李（Ivan Lee），马萨诸塞大学计算与信息科学学院副教授，与金教授共同担任通讯作者，擅长适应性技术和以人为本的设计；悠迪普·比斯瓦斯（Joydeep Biswas），德克萨斯大学奥斯丁分校副教授，在开发人工智能（AI）算法方面有丰富的经验，以帮助机器人在未组织的环境中机动；贾赫·太宇（Hee Tae Jung），印第安纳大学助理教授，他在包含慢性病人士的研究中提供了人因工程和定性研究的知识；以及主教福大学教授尼古拉斯·吉乌迪奇（Nicholas Giudice），他视力受损，提供了有价值的观点和访谈分析。
最后，金教授认识到，当科学家考虑人类方面时，机器人学可以产生最大的影响。“我的博士和博士后研究集中在寻找优化这些机器人的功能的方法，同时优先考虑人类的体验。”C-H-A-I-R_L-A-B团队的目标是开发一种可以支持视力受损人士的导盲犬机器人，这涉及到理解导盲犬和使用者之间的互动。为此，研究人员研究并观察了使用者和导盲犬组合之间的动态，并将把这些见解应用于导盲犬机器人的设计。该项目旨在创建一个实用且有意义的应用，以造福人类。该研究的结果已发表在《2024年人机交互会议》上。
