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智能轮椅新功能很神奇 小学生创新发明解了残疾人出行之困

2016-06-21 11:17 编辑:TF006 来源:网络

2016年6月21日讯,轮椅的发明,无疑为那些腿脚不便的人们提供了新型的出行工具。然而,双腿虽然得到了解放,身体囿于方圆数寸之内,对道路的掌控能力也随之下降。突然出现了坑坑洼洼怎么办?“刹车”不及时怎么办?一系列的问题为轮椅出行带来各种安全隐患。

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小学生发明解了残疾人出行之困

来自史家小学通州分校的五年级学生王天琦与自己的小伙伴们,注意到了轮椅出行可能带来的不便,开动脑筋,打造了一款“智能轮椅”。该项目在ROBOFEST世界机器人锦标赛中国赛区创意赛中拿下小学组一等奖,并在前不久由团中央未来网、北京欢乐谷等共同举办的“第二届全国少年儿童科技创新大赛”上拿下网络人气奖。

“眼镜”让轮椅变智能

最初版本的“智能轮椅”由输入了程序的控制模块、红外感应模块、电池、报警模块等组成。使用者戴上特制“眼镜”之后,“眼镜”上搭载的红外感应模块将感应到的人双眼的睁闭状态反馈给控制模块,控制模块根据提前输入的编程来完成相应的状态改变:双眼睁开,轮椅正常前行;双眼闭合,轮椅停止;闭合左眼,轮椅向左转弯;闭合右眼,轮椅向右转弯。此外,轮椅前方还加载了一个突出的“悬崖勒马”,当上面的传感器探测到“悬崖”或者突然出现的下行楼梯时,轮椅将自动发出警报并开始后退。

这看似简单的动作控制,真正实现起来却并不容易。控制模块要通过监测眼睛的闭合状态来做出判断,倚赖的就是程序设定值与红外传感器传来数据的比较。这时,问题就来了,特制“眼镜”怎么戴、戴着时的松紧、与眼睛的距离和角度等都直接影响到红外传感器的监测数据,进而也就影响到了“大脑模块”的判断。

为解决这个问题,队长王天琦和小伙伴们没少费心思:他和来自运河小学的马泽勇配合测试;北京教育科学研究院通州区第一实验小学的王涵石和来自育才学校通州分校的聂欣阳主抓编程。前前后后磨了好几天,四个孩子才把这事儿完全搞定。

初上赛场被“泼冷水”

2016年1月底,王天琦和小伙伴们拿着自己日夜赶出来的作品来到了北京交通大学,这里是ROBOFEST世界机器人锦标赛中国赛区的比赛现场——这也是他们第一次参加大型比赛。

初上赛场,到了现场展示环节,“意外”却发生了:“眼镜”戴到评委脸上,不管眼睛怎么眨巴,轮椅就是不听话。王天琦这时才意识到,自己作品有一个致命缺陷。原来,作品的测试是以王天琦的脸型及面部特征采集到的数据为依据,换了个人,数据采集发生变化,智能轮椅的“大脑”当然也直接失灵!虽然四个人的作品由于创意突出,最终还是拿下了小学组的一等奖和现场人气奖,但是王天琦的心里却留下了个小疙瘩,他琢磨着,该怎么将这“个体性”带来的结果差异减少到最低呢?
这时,手柄创意进入到王天琦视野中。思路有了,下面的改造便都顺理成章,将眼镜上的红外传感设备直接转移到手持长柄上即可。唯一有区别的是,1.0版本作品是通过眼睛闭合来控制轮椅状态;升级后的手柄版本,则是通过左右键的触碰来控制轮椅行进。

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