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智能轮椅的研究现状和发展趋势
形状
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自1986年英国开始研制出第一辆智能轮椅以来,许多国家投入较多资金研究智能轮椅。

我国智能轮椅研究起步较晚,在机构的复杂性和灵活性上和国外相比有一定差距,但也根据自身特色研制出技术指标接近国外先进水平的智能轮椅。

但是目前智能轮椅在实验室还是少量定制,并没有真正产业化,所以在研究上仍有许多空间。控制系统、导航系统、人机接口是组成智能轮椅的三个主要部分。控制系统主要是根据外界具体环境状况来进行实时感知以及决策,按照规划的结果来实施安全且平滑的运动,同时适当的对移动速度进行调整,具有反应速度快的优势,能够对实时性要求进行充分满足。控制系统可采用自主模式、半自动模式、手动模式来实现。导航系统主要是智能轮椅上的导航技术利用传感器检测环境信息,创建环境空间模型,对轮椅的具体位置及方向进行获取,进而对运动路径进行有效的规划,对运动路径进行适时调整,同时对运动路径进行实时跟踪,导航具有交互性及安全性的特点。人机交互技术是智能轮椅技术中最关键的技术之一,设计者对人机接口进行设计时,需要把用户的身体状况、心理状况、认知能力等进行综合全面考虑,对自身的不足进行改善与弥补,将主动性充分发挥出来,实现用户和智能轮椅之间的完美合作,这就需要设计者在设计人机接口时,要把握好人性化、多样化的原则。近几年来,我国智能轮椅的研究取得了很大的进步,但是仍需要不断的努力,逐步突破初期开发的状态。目

前,智能轮椅的研究基本上仍停留在实验室、展台、少数定做的状态中,并未进入大批量生产的阶段,智能轮椅的研究与发展空间还是非常大的,在研究与发展的过程中,要把握以下原则。首先是自然化与智能化原则,现阶段,轮椅用户主要是简单控制轮椅的状态,没有实现自然交互的目标以及智能化的目标。在接下来的研究中,必须要借助更多的人机交互接口来实现智能技术的综合应用,对控制算法进行不断优化,人机之间的沟通与交流更加充分。其次,人性化和安全性原则,在日后的研究与探索中,要对行动不便的用户的实际需求进行充分全面的考虑,创建有效的安全保障系统,比如说,在空间狭小的环境中进行停放、自动避障、自动停放、目标跟随等,实现多种控制器的融合,提高系统在未知环境中的适应性,做出快速反应,尽量避免发生危险,积极寻找最优行进路线。

最后,产品化和模块化原则,现阶段,智能轮椅中包含的很多算法是不成熟的,这就需要对高精度的硬件设施产生依赖,无形之中增加了成本投入。如果想要实现智能轮椅生产的批量化,形成产业链,必须要对运算的速度以及精度进行全面提升,同时提高控制行为的可靠度,减少硬件设备方面的支出,促进性价比的提高。与此同时,实现智能轮椅不同功能的模块化,不同的模块对应不同的功能,为不同的用户配置个性化的智能轮椅。

在经济与科技快速发展的背景下,智能轮椅将实现安全可靠性的逐步提升,从功能来看,也将越来越丰富、全面,在未来的研究与探索中,智能轮椅会实现类型的多样化以及价格的合理化,为行动不便的群体提供便利,提高其生活质量,造福于智能轮椅的使用者。

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