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2020-08-19 11:57:57

智能導盲系統協助視障者『看懂』及『聽懂』路況登上政府研究資訊系統(GRB)科普短文

打造視障者的AI眼睛
智能導盲系統協助視障者『看懂』及『聽懂』路況
發佈日期:2020-8-19
作者:余君濤
 
視力是我們重要的感知器官之一,而視障者因視覺系統損傷或罹患眼疾,導致視覺功能出現障礙,讓他們在生活當中面臨嚴峻的挑戰。根據世界衛生組織WHO於2019年10月公布的『世界視力報告』中指出,全球至少有22億人面臨視覺障礙的問題,因人口老齡化與生活方式的改變,也致使視障人數逐年增加。而根據伊甸社會福利基金會網站資料,目前台灣則有約4萬6千名視障人口。
視障者在外行走時,常會遇到懸空障礙物如公車站牌、路樹及停車路障;地面上障礙物如施工路障,稍有不慎會導致碰撞受傷或因路障阻擋而迷失方向,造成日常生活中的一大困擾。
人工智慧的成熟,促使無障礙人工智慧(AI for Accessibility)在國際上成為顯學,包括微軟等也正積極投入其中,研發成果可大幅改善視障者的生活。有鑑於此,南臺科技大學電子工程系張萬榮教授長年深耕人工智慧聯網系統與應用領域,於108年執行『基於人工智慧邊緣運算技術之穿戴式視障者智慧輔具研製』計畫,運用資通與人工智慧技術,帶領團隊研發出一款『Go to Guide幫導盲』智能輔助系統,幫助視障者安全的在路上行走。
張萬榮教授所帶領的團隊挖掘出視障者的痛點,開發了一組視障者穿戴裝置系統,包括腰掛的智慧中控器、佩戴的智慧墨鏡、手拿的智慧手杖以及雲端資訊平台。在偵測障礙物的部分,主要採用了AI辨識功能,搭配TF Mini LiDAR雷射距離測量感測器,當智慧墨鏡偵測到障礙物時,可即時傳送到智慧中控器中進行辨識處理,最後利用語音告知視障者避開障礙物。為提高AI辨識障礙物的準確率,團隊分別在白天及晚上,蒐集各種障礙物樣本高達一千張以上。
當視障者遇到地面上障礙物而迷失方向時,則可運用即時影像串流服務,搭配智慧手杖中的GPS裝置即時定位,視障者所佩戴的智慧眼鏡可即時將影像傳到雲端平台中,供家屬或客服人員觀看,並給予語音導覽。除此之外,因辨識系統處理速度必須夠快,即時給予引導訊息回饋,才能顧及視障者行走的安全,團隊採用了反應迅速的SSD Inception V2(COCO)模組,而AI框架則是使用TensorFlow函式庫。系統則是採用邊緣運算,多人使用時速度也不會下降。
在2020年所舉辦的『金門產業創新創業競賽』及『第20屆旺宏金矽獎』中,張萬榮教授所帶領的團隊分別榮獲冠軍及銅牌獎,研究成果獲得肯定。研究團隊未來將持續應用AI與物聯網技術來改善民眾生活,帶出更多跨領域的應用結果。
視障者戴上研究團隊開發的智慧墨鏡,即可藉由AI影像辨識技術辨識行走時是否有偏離斑馬線
資料來源:研究團隊提供
團隊1. 南臺科技大學電子工程系張萬榮教授團隊