盲人的机器人辅助团体导览

文献标题

Robot-Assisted Group Tours for Blind People

出版信息

• 主题领域: 辅助机器人用于增强盲人在社交环境中的群体参与。
• 关键词: 辅助机器人，盲人，群体导览，导航，社交互动，博物馆无障碍，环境感知，人机交互，视觉混合群体，群体动态。

背景与问题

• 问题 / 挑战: 盲人在群体环境中由于无法解读视觉线索，面临显著挑战，导致难以导航、与导游互动以及参与群体动态。现有辅助技术主要集中于视觉和信息支持，但缺乏在动态环境中支持物理群体活动的能力。
• 重要性: 解决这些问题可以使盲人参与社交和娱乐活动，例如博物馆导览，促进包容性和独立性。
• 动机与相关研究: 之前的研究探讨了用于盲人的辅助技术，如可穿戴设备、触觉工具和智能眼镜，但这些解决方案未能充分支持群体导航或人际互动。机器人已被用于导航和个人导览，但缺乏针对视觉混合群体环境的功能。本论文探讨辅助机器人如何弥补这一差距。

解决方案

• 提出的方法: 开发并评估一个移动机器人系统，帮助盲人参与与视力正常者共同进行的群体导览活动。
• 创新点:
  1. 通过与盲人参与者和博物馆专家的访谈，识别盲人在群体导览中的需求和挑战。
  2. 设计并实现一个具有环境感知、群体互动和独立导航功能的机器人系统。
  3. 通过实地研究评估机器人对盲人参与者群体互动和参与的影响。
• 流程与关键技术:
  1. 访谈研究: 对盲人参与者 (n = 5) 和博物馆专家 (n = 5) 进行半结构化访谈，以识别需求和挑战。
  2. 系统设计: 开发一个具有引导跟随、环境描述、群体定位以及与导游沟通功能的机器人。
  3. 实地研究: 在科学博物馆的导览活动中测试机器人，参与者包括盲人 (n = 8) 和视力正常者 (n = 8)。

研究结果

• 具体发现:
  • 盲人参与者报告机器人具有高可用性 (SUS M = 90.6, SD = 12.9)，并对机器人体验持积极态度，认为机器人增加了安全性和独立性。
  • 使用频率最高的功能是“导游位置” (M = 4.88, SD = 2.70) 和“周围环境描述” (M = 4.13, SD = 2.10)。
  • 参与者主要在展品停留期间 (39%) 和展品之间的过渡期间 (37%) 使用机器人功能。
• 相较基线的优势: 机器人提供导航支持，减少焦虑，并使盲人参与者能够更专注于导游的讲解，相较于传统辅助工具如白手杖具有显著优势。
• 实验 / 评估:
  • 在真实博物馆环境中进行实验，参与者组成小型导览群体（包括一名盲人参与者、两名视力正常参与者和一名导游）。
  • 数据通过访谈、系统日志和视频分析收集。
  • 评估指标包括功能使用频率、参与者反馈以及标准化可用性量表（SUS、RoSAS）。
• 局限性与未来工作:
  • 由于群体规模较小且仅限于单一博物馆环境，研究结果的普适性有限。
  • 在拥挤环境中的挑战以及机器人导航失败问题。
  • 未来工作包括自动化导游跟随、丰富对附近人员的描述以及机器人功能的个性化设计。

总结

本文通过设计和评估一个用于博物馆导览的移动机器人系统，解决了盲人在群体活动中面临的挑战。该机器人增强了环境感知、群体互动和导航能力，使盲人参与者能够更充分地参与视觉混合群体环境中的活动。实地研究结果表明，机器人具有良好的可用性、安全性优势，并有潜力补充人类导游的工作。未来工作将重点改善自动导航功能，扩展至多样化的导览场景，并为盲人用户和导游个性化设计机器人功能。