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如何让未来的自动驾驶交通工具为所有人所用

布拉德·杜尔斯托克(BradDuerstock)18岁时,脊髓损伤导致他的四肢瘫痪,他不得不使用手中仅剩的控制装置来操作电动轮椅。

在此后的30多年里,Duerstock见证了智能手机、平板电脑和其他类型的技术的发展,但直到多年后才对他或其他残障人士可用。

“这一直是一种追溯性的调整,”他说。

Duerstock是普渡大学工业工程和生物医学工程实践教授,他正在努力改变自动驾驶汽车的现状,而该技术仍处于早期阶段。目标是当这些车辆开始到处上路时,它们将能够容纳任何想要使用它们的人。

他说:“在已经开发出这项技术之后,再去弄清楚如何为轮椅使用者调整技术确实是错误的方法。”“但是,如果我们考虑,‘嘿,这些都是需求,’然后根据整个人口需求的最低要求制定一些标准,我们就可以围绕这些最低标准设计车辆。”

帮助建立自动驾驶汽车无障碍标准

Duerstock和Purdue工业工程助理教授BrandonPitts在与技术可访问性和包容性设计相关的主题上合作了四年,并不断寻求机会贡献他们的想法,以帮助塑造交通的未来。

这些想法已经成为关于如何使自主交通更具包容性的主要全国对话的一部分。

本周早些时候,Duerstock是Challenge.Gov主办的无障碍和交通网络研讨会的小组成员,Challenge.Gov是一个由美国总务管理局管理的项目,通过联邦赞助的有奖竞赛为关键问题众包创新解决方案。

Duerstock分享了他和Pitts如何共同领导一个团队开发一个设计概念,以帮助该行业让自动驾驶汽车为残疾人士所用。他们团队的设计理念在今年夏天的美国交通部竞赛中获得了第一名。这项名为“包容性设计挑战赛”的竞赛的目标是激发所需的创新,以确保当自主交通变得普遍时,它可以适应任何有旅行限制的残疾或行动不便的人。

获胜的设计不仅考虑到残疾人面临的交通挑战,而且还建立在Duerstock、Pitts和BraunAbility多年的想法之上,BraunAbility是一家位于印第安纳州的公司,自1972年以来一直在设计和制造车辆无障碍解决方案。Duerstock是在最近在印第安纳波利斯地区开设的BraunAbility全球创新实验室中,第一批轮椅使用者就新产品设计提供了反馈。

“多年来,我们一直受益于Duerstock教授的专业知识,”BraunAbility全球企业战略高级总监PhillBell说。“让用户进来说‘我不喜欢这个界面’或‘我看不到我坐在轮椅上的位置’总是好的。”作为一名工程师,Duerstock教授可以帮助引导我们朝着应该前进的方向前进。”

当Duerstock、Pitts和Bell听说包容性设计挑战时,他们已经将自动驾驶汽车视为改变残疾人生活的机会,并正在努力设计解决方案。

“BraunAbility和Purdue从一开始就考虑了可访问性,我们可以在原始设备制造商处于设计工作的早期时将这些考虑因素带给他们,”Bell说。

布兰登·皮茨(BrandonPitts)坐在普渡大学实验室的高级驾驶模拟器的座位上,他在那里研究自动驾驶汽车如何适应未来可能想要使用它们的老年旅行者。图片来源:普渡大学照片/JohnUnderwood

包容性自动驾驶汽车会是什么样子

在包容性设计挑战赛中,该团队构建了一个类似车辆的自动化原型,展示了自动驾驶交通工具为各种残障人士提供服务所需的功能。研究人员将原型称为EASIRIDER,它代表“在真正的集成设计环境中为残疾骑手提供高效、可访问和安全的交互”。

尽管EASIRIDER不是用来驾驶的(它没有电机),但研究人员表明,无论一个人的残疾是身体上的还是感官上的,他们都可以自己成功地操作车辆的不同控制装置。

EASIRIDER不仅有一个声控、轮椅可进入的坡道,而且还使用传感器来防止坡道在停车时无意中撞到障碍物上。EASIRIDER中的一种机制有助于在骑行过程中将轮椅固定在最安全的位置。该原型最多可同时容纳两名轮椅使用者,并为不使用轮椅的骑手提供可重新配置的座椅。

摄像头和传感器可帮助乘客更好地了解车内的周围环境,并允许远程操作员在乘客可能需要帮助的紧急情况下与他们进行通信。

使用他们的个人手机或平板电脑,旅行者可以控制车辆的功能,如内部照明、喇叭、前灯和娱乐。如果乘客有听力障碍或无法用手按下按钮,车内的屏幕将帮助他们看到操作员或访问路线图。

“我们在车辆中包含的许多功能旨在实现我们所说的‘无缝旅行体验’,这意味着与车辆的互动是如此自然,以至于人们不知道他们正在与它互动,”皮茨说,他正在研究老年人口如何与各种自主系统互动。

Pitts的研究影响了EASIRIDER功能的设计。Pitts说:“在我的实验室中测试的许多旨在帮助老年人更好地使用数字技术的相同设计解决方案也可用于支持各种残疾人士。”

EASIRIDER原型还通过调查、访谈和互动演示环节吸收了残障人士的意见,包括BraunAbility的DrivingForce。除了BraunAbility之外,EASIRIDER还使用了其他三家公司的零件和专业知识:LocalMotors、Schaeffler和PrehensileTechnologies,这是一家由Duerstock和普渡大学校友JeffreyAckerman经营的初创公司。PrehensileTechnologies专注于为轮椅使用者使用机器人技术和功率传感器系统,建立在由Duerstock共同发明并通过Purdue研究基金会技术商业化办公室获得专利的机器人桌子和桌子概念的基础上。PrehensileTechnologies是PurdueFoundry的客户,PurdueFoundry是一家创业和商业化中心,其专业人员帮助Purdue创新者创建初创公司。

尽管EASIRIDER的部件是已经在不同环境中为残疾人服务的技术——例如,舍弗勒贡献的汽车控制装置使轮椅使用者能够驾驶汽车——这些部件如何集成在一起才是设计如此创新的原因。

“当我们完成构建EASIRIDER的过程时,我走进它里面,感觉就像我站在未来一样,”贝尔说。“我在任何地方都没有看到这种集成。这是即将到来的产品的第一次迭代。”

超前思考交通的未来

EASIRIDER团队赢得了包容性设计挑战赛,获得了100万美元的奖金。Duerstock和Pitts将利用这笔奖金在普渡大学建立一个无障碍交通设计中心。通过该中心,普渡大学的研究人员将与行业合作伙伴和政府机构合作,继续致力于实现包容性车辆设计标准。

皮茨说:“我们设想,我们的工作将有助于建立一个更加公平的交通未来,进而促进不同能力阶段的人们的生活质量更高。”

该团队还将继续研究开发适用于各种残疾的技术的方法。“尽管我有自己独特的观点,但这并不是每个人的观点,”Duerstock说。“需要深入了解每个人的需求。”

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