創造新型汽車盲人開車
明年1月29日,一輛汽車將嘗試挑戰位于佛羅里達的戴托納國際賽道。這條4公里長的三角橢圓形傾斜賽道,是美國“全國普通汽車賽車協會”最著名的賽道之一,但是這輛挑戰的汽車并不是普通的汽車—它有望成為世界上第一輛商業化的非視覺界面汽車。它能夠讓駕駛,前往任何想去的地方。
“非視覺界面”對于汽車來說是一個新詞,弗吉尼亞理工大學用這個詞來專門描述這輛汽車的控制方式。由美國盲人基金會贊助開發的這種產品,能夠自動判斷距離及障礙,并且將傳統汽車的視覺反饋方式改成了以觸覺和聽覺為主的方式。它能夠讓盲人駕駛者和正常駕駛者一樣,避開障礙物、沿線路轉彎,以及在危險發生的時候急剎車。這看起來像是自動駕駛的改進版本,能夠讓那些喪失視力的人們,和正常人一樣享受駕駛的樂趣。
美國盲人基金會主席Marc Maurer博士一直嘗試開發出盲人也能夠駕駛的汽車,認為這會讓盲人也能夠做出他們的貢獻,并且拉近和正常人之間的距離。但是其他人都認為這是不太可能的事情。“有些人認為我瘋了。他們會問,為什么你不把錢花到那些更現實的事情上去?”他說,“一些人難以理解,另一些人認為這個主意太瘋狂。”
這個主意的確太瘋狂,瘋狂到它甚至可能成真。在已經有了悠久歷史的自動駕駛技術幫助下,弗吉尼亞理工大學機器人與機械實驗室的Dennis Hong教授帶領著一個由九名本科生組成的團隊,花了兩年的時間,將盲人駕駛汽車的夢想變成了現實。
自動駕駛汽車,是一個早在1970年代就開始研發的課題,最初目標自然是軍事領域。在幾十年的發展之中,過去用于無人駕駛汽車的一些技術已經成為了現代汽車的標準配置,例如剎車防抱死系統、自動泊車系統以及轉彎時的穩定控制系統等等;現在的無人駕駛汽車已經能夠橫貫北美大陸,但卻依然在城市的復雜路況中無法施展手腳。雖然德國的戴姆勒奔馳公司曾經在幾年前開發過車輛之間相互通訊的技術,通用汽車最近發布的概念車也試圖讓汽車之間無線連接,能夠自動選擇最好的路線并且避免碰撞,但是這些技術離日常生活還有很遠的距離。
如果要汽車能夠自動駕駛,諸多的傳感器和中央電腦是不可或缺的。它們將會幫助選擇出最好的路徑、驅動油門和控制方向,同時注意避讓障礙物。最主要的傳感器之一是激光測距儀,它能夠起到類似雷達的作用,將前方物體的體積和距離數據傳送到中央處理器上。其他的傳感器包括速度傳感器和角度傳感器等等,它們能夠讓中央處理器判斷出當前車輛的狀況。這些部分都已經相當成熟,最困難的部分在于如何將這些信息傳遞給盲人駕駛員。Hong和他的團隊所開發的盲人駕駛汽車,則在這些技術的基礎上,讓駕駛者能夠以非視覺的方式進行控制。
基于盲人敏銳的觸覺,研究者們開發出了以觸覺為主、輔以聽覺的控制方式。這種汽車的駕駛者需要戴上特制的手套,手套的每個關節上都安裝了一個帶偏心輪的小馬達。傳感器傳回的數據通過計算機處理,轉換成馬達的轉動,盲人通過這種方式來進行相應的操作,當一個馬達開始旋轉時,駕駛者就知道應該踩剎車或者馬上轉彎了。就像手機震動起來,我們就知道有電話打進來了一樣。
在駕駛途中,語音提示會指示駕駛員轉動方向盤的方向和角度。這個項目取消了旋轉方向盤的方式,代之以“點擊”的行為。每次點擊將會讓方向盤旋轉五度,而語音提示會告訴駕駛員應該點擊幾次。同樣的,GPS這樣的設備也使用了非視覺的方式實現。研究者開發出一個連接了壓縮空氣罐的板子,上面布滿了細小的孔洞,可以選擇性地從任何一個孔里噴出壓縮空氣。這塊板子可以告訴盲人附近的路況,讓駕駛員判斷最好的路線,看起來就像是布萊葉盲文地圖的活動版本一樣。
在這些輔助技術的幫助下,經過訓練的盲人駕駛員也能夠開車。在剛剛過去的幾個月里,研發小組和三十位盲人合作,并且在他們的反饋基礎上進行下一步的改進。Hong希望能夠將這種汽車變成可以商業化的產品,“但是,那是這種車能夠達到100%的安全性之后的事情了。”他說。
和它可能帶來的改變相比,這項研發工作可算是相當省錢。美國盲人基金會為這個團隊贊助了3000美元,一些汽車制造商和其它廠商贊助了過程中所需要的硬件和軟件?,F在,Hong和他的團隊正在根據駕駛者的反饋,將新一代的非視覺界面安裝在一輛福特翼虎上。明年一月我們就可以看到它在賽道上的表現,也許會同時見證汽車的新未來。
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