Human-Centered Development of Guide Dog Robots: Quiet and Stable Locomotion Control

要約

四足動物は、その類似のフォームファクターのために、犬のガイドに匹敵する支援を提供できる有望なシステムです。
ただし、これらのロボットをブラインドおよび低ビジョン（BLV）の個人にとって信頼できるオプションにすることには、さまざまな課題が残っています。
これらの課題の中で、ウォーキング中の騒音とぎくしゃくした動きは、既存の四足動物の重要な欠点があります。
これらの問題は盲導犬のロボットの研究ではほとんど見落とされていますが、ガイドドッグハンドラーやトレーナーとのインタビューは、ナビゲーションのために環境音に大きく依存しているBLVの個人にとって、音響および身体障害が特に破壊的であることを明らかにしました。
これらの問題に対処するために、人間の歩行速度を維持しながら、堅牢で安定したバランスコントロールを維持しながら、ゆっくりと足を踏み入れ、足のスイング/接触を滑らかにするための新しいウォーキングコントローラーを開発しました。
コントローラーは、知覚システムと統合して、階段などの非フラット地形の移動を促進します。
私たちのコントローラーは、Unitree GO1ロボットで広範囲にテストされ、他の制御方法と比較すると、デフォルトの移動コントローラーの半分である大幅な騒音削減が示されました。
この研究では、混合メソッドアプローチを採用して、BLV個人との使いやすさを評価します。
屋内ウォーキング実験では、参加者はコントローラーをロボットのデフォルトコントローラーと比較しました。
結果は、コントローラーの優れた受け入れを示し、盲導犬のロボットのユーザーエクスペリエンスを改善する可能性を強調しました。
ビデオデモンストレーション（オーディオで最もよく見る）は、https：//youtu.be/8-pz_8hqe6sで入手可能です。

要約(オリジナル)

A quadruped robot is a promising system that can offer assistance comparable to that of dog guides due to its similar form factor. However, various challenges remain in making these robots a reliable option for blind and low-vision (BLV) individuals. Among these challenges, noise and jerky motion during walking are critical drawbacks of existing quadruped robots. While these issues have largely been overlooked in guide dog robot research, our interviews with guide dog handlers and trainers revealed that acoustic and physical disturbances can be particularly disruptive for BLV individuals, who rely heavily on environmental sounds for navigation. To address these issues, we developed a novel walking controller for slow stepping and smooth foot swing/contact while maintaining human walking speed, as well as robust and stable balance control. The controller integrates with a perception system to facilitate locomotion over non-flat terrains, such as stairs. Our controller was extensively tested on the Unitree Go1 robot and, when compared with other control methods, demonstrated significant noise reduction — half of the default locomotion controller. In this study, we adopt a mixed-methods approach to evaluate its usability with BLV individuals. In our indoor walking experiments, participants compared our controller to the robot’s default controller. Results demonstrated superior acceptance of our controller, highlighting its potential to improve the user experience of guide dog robots. Video demonstration (best viewed with audio) available at: https://youtu.be/8-pz_8Hqe6s.

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