전 세계적으로 2억 5000만 명이 넘는 사람들이 시력 장애를 겪고 있으며 집밖으로 이동하는 데 어려움을 겪고 있어 독립성, 정신 건강 및 신체 건강에 영향을 미치고 있다. 

익숙하지 않은 경로를 탐색하는 것은 장애물을 피하고, 물체를 인식하고, 실내 및 실외에서 길을 찾아야 할 수 있기 때문에 시각 장애가 있는 사람들에게 매우 위험하고 어려운 일이다.

대부분의 사람들은 흰 지팡이가 시각 장애가 있는 사람들이 세상을 헤쳐 나가는 데 도움이 되는 간단하지만 중요한 도구다.

여기에, 스탠퍼드대학교 연구팀이 국립과학재단(National Science Foundation), 스탠퍼드 인간중심 AI 연구소(Stanford Institute for Human-Centered AI, HAI)의 지원으로 시각 장애가 있는 사람들을 환경에서 보다 안전하고 효율적으로 안내하는 저렴한 인공지능(AI) 기반 로봇 지팡이를 개발했다.

이 솔루션은 자율주행 차량의 주행 방식을 사용하여 시각 장애인들이 장애물을 감지 및 식별하고, 해당 물체 주위를 쉽게 탐색 이동하고, 실내외 경로를 따라갈 수 있도록 도와준다.

지팡이는 인공지능 기반 길 찾기와 SLAM(동시 위치 파악 및 매핑) 및 시각적 서보와 같은 로봇 공학 알고리즘을 사용하여 결정을 내린다. 지팡이에는 사용자의 위치, 속도, 방향 등을 모니터링하는 스마트폰과 같은 GPS, 가속도계, 자력계 및 자이로스코프를 포함한 추가 센서로 구성됐다.

이 증강 지팡이는 라이다(LIDAR) 센서가 장착되어 있으며, 무게가 3파운드(약 1.36kg)에 불과하며 기성 부품과 무료 오픈 소스 소프트웨어로 집에서 쉽게 조립할 수 있다. 비용은 400달러(약 47만원)이다.

지팡이 끝에 장착된 전동식 전방향 휠은 장애물 주위를 좌우로 부드럽게 잡아당겨 시각 장애가 있는 사용자를 안내하며, GPS와 지도 작성 기능이 내장된 지팡이는 사용자를 행정기관이나 즐겨찾는 상점이나 지역 커피숍과 같은 정확한 위치로 안내할 수 있다.

현재, 이 AI 기반 증강 지팡이는 아직은 연구 프로토타입이다. 연구팀은 "일상적으로 사용할 준비가 되기까지 많은 중요한 엔지니어링과 실험이 필요합니다"라며, "이 증강 지팡이를 더욱 저렴하게 만들기 위해 설계를 간소화하고 생산을 확장할 수 있는 업계 파트너를 환영할 것입니다"라고 덧붙였다. 

연구팀은 프로토타입을 개선하고 일상적인 스마트폰을 프로세서로 사용하는 모델 개발과 기능을 개선하고 기술에 대한 보다 쉬운 접근과, 비용을 더욱 절감할 수 있는 개발과 연구를 지속하고 있다. (아래는 증강지팡이 시연 영상)

한편,  AI 기술을 사용하여 이처럼 시각 장애인이 보다 포괄적이고 생산적인 삶을 영위할 수 있도록 보다 접근이 용이한 스마트폰 기반으로 제공되면서 시각장애인이나 저시력장애인이 주변 세계를 경험하고 삶과 일하는 방식을 변화시키고 향상시키는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

이 연구 및 개발 결과는 로봇분야 세계최고 학술지 사이언스 로보틱스(SCIENCE ROBOTICS)에 '다중 모드 감지 및 직관적인 조향 지원은 시각 장애가 있는 사람들의 탐색 및 이동성을 개선(Multimodal sensing and intuitive steering assistance improve navigation and mobility for people with impaired vision-다운)'이란 제목으로13일(현지시간) 게재됐다.