盲導犬ロボットを最適化するには、まず視覚障害者の声に耳を傾ける

ロボット盲導犬にはどのような機能が必要ですか? 最近の論文の著者らは、視覚障害者に質問してください、と述べています。 マサチューセッツ大学アマースト校の研究者が主導し、盲導犬ユーザーとトレーナーからの洞察をもとにロボット盲導犬の開発方法を特定した研究が、CHI 2024: Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI) で最優秀論文賞を受賞しました。

の 紙 は 出版された の中に コンピューティング システムにおけるヒューマン ファクターに関する CHI 会議の議事録。

盲導犬は、ハンドラーの優れた自律性と機動性を可能にします。 ただし、一部の人だけが、 視覚障害 これらの仲間の一人がいます。 障壁としては、訓練された犬の不足、費用（訓練だけで4万ドルかかる）、アレルギー、犬の世話を妨げるその他の身体的制限などが挙げられる。

ロボットは、設計者が機能を正しく理解できれば、イヌではできない領域に介入し、真にギャップのあるニーズに対応できる可能性を秘めています。

「盲導犬ロボットを開発したのは私たちが初めてではありません」と、マサチューセッツ州アマースト・マニング情報・コンピュータサイエンス大学（CICS）の助教授で、この論文の責任著者の一人であるドンヒョン・キム氏は言う。

「そこには40年にわたる研究があり、これらのロボットはどれも実際にエンドユーザーによって使用されていません。技術を開発する前に、彼らが動物盲導犬をどのように使用し、どのような技術を使用しているのかを理解するために、まずこの問題に取り組もうとしました」待っています。」

研究チームは、視覚障害のあるドッグガイドハンドラー23名とトレーナー5名に対して、半構造化インタビューと観察セッションを実施した。 彼らはテーマ分析を通じて、盲導犬の現在の限界、ハンドラーが効果的なガイドに求めている特性、そして将来のロボット盲導犬に向けた考慮事項を抽出した。

これらのインタビューから得られたより微妙なテーマの 1 つは、 ロボット 自律性と人間のコントロール。 「当初、私たちは自動運転車を開発していると考えていました」とキム氏は言います。 彼らは、ユーザーがロボットに行きたい場所を伝えると、ロボットがユーザーを引き連れてその場所まで自律的に移動することを想定していました。

これはそうではありません。

インタビューの結果、ハンドラーは自分の犬をグローバルナビゲーションシステムとして使用していないことが明らかになりました。 代わりに、ハンドラーが全体的なルートを制御し、犬が局所的な障害物の回避を担当します。 ただし、これでも厳密なルールではありません。 犬は習慣によってルートを学習することもでき、最終的にはハンドラーからの指示なしで人間を通常の目的地までナビゲートする可能性があります。

「ハンドラーが犬を信頼し、犬にもっと自主性を与える場合、それは少しデリケートです」とキム氏は言います。 「完全に受動的なロボット、ハンドラーに従うだけのロボット、または完全に自律的なロボットを作ることはできません。 [the handler] 危険を感じます。」

研究者らは、この論文がキム氏の研究室だけでなく、他のロボット開発者にとってもガイドとして役立つことを期待している。 「この論文では、これらのロボットを実際に現実世界に展開できるようにするためにどのように開発すべきかについても指示しています」と、論文の筆頭著者であり、キム氏のロボット工学研究室の博士候補者であるホチョル・ファン氏は言う。

たとえば、2 時間のバッテリー寿命は、通勤だけで 1 時間かかることもある通勤にとって重要な機能であると彼は言います。 「約 90% の人がバッテリー寿命について言及しました」と彼は言います。 「現在の四足ロボットは 2 時間も持たないため、これはハードウェアを設計する際に重要な部分です。」

これらは論文の調査結果のほんの一部です。 その他には、頭上の障害物に対処するためにカメラの向きを追加します。 遮蔽された領域から接近する危険を検知するための音声センサーを追加します。 「歩道」を理解して、「直進してください」という合図を伝えます。これは、通りに従うことを意味します（完全に直線で進むわけではありません）。 ユーザーが正しいバスに乗れるよう支援します（そして座席も見つけられます）。

研究者らは、この論文は優れた出発点であると述べ、2,000 分の音声データと 240 分のビデオ データからさらに多くの情報を解明できると付け加えた。

最優秀論文賞の受賞は、その研究がカンファレンスに提出された全論文の上位 1% に入る栄誉でした。

「この賞の受賞で最もエキサイティングな点は、 研究コミュニティ 「私たちは盲導犬ロボットが 1 年以内に視覚障害のある人に利用できるようになるとは思っていませんし、すべての問題を解決できるとも思っていませんので、この論文が幅広い人々にインスピレーションを与えることを願っています」とキム氏は述べています。ロボット工学および人間とロボットのインタラクションの研究者の協力を得て、私たちのビジョンの早期実現に貢献します。」

論文に貢献した他の研究者は次のとおりです。

Ivan Lee 氏は CICS 准教授であり、適応技術と人間中心設計の専門家である Donghyun 氏とともにこの記事の共同執筆者です。 テキサス大学オースティン校のジョイディープ・ビスワス准教授は、ロボットが構造化されていない環境を移動できるようにする人工知能 (AI) アルゴリズムの作成に自身の経験をもたらしました。 インディアナ大学助教授 Hee Tae Jung 氏は、ヒューマンファクターと質的研究の専門知識を、障害を持つ人々との参加型研究に活かしました。 慢性疾患; そしてメイン大学のニコラス・ジュディス教授は盲目であり、貴重な洞察とインタビューの解釈を提供してくれた。

最終的に、キム氏は、科学者が人間の要素を忘れないとき、ロボット工学は最も良い成果をあげることができると理解しています。 「私の博士号とポスドクの研究は、これらのロボットをどのようにより良く機能させるかについてのすべてです」とキム氏は付け加えます。 「私たちは見つけようとしました [an application that is] 実用的で人類にとって意味のあるものです。」