Потребности многих людей с ограниченными возможностями могут быть удовлетворены с помощью традиционных инвалидных колясок с ручным управлением. Однако некоторым инвалидам затруднительно или невозможно использовать такие средства передвижения самостоятельно. Коляски с электрическими регулировками можно посмотреть здесь: https://ortonica.ru/catalog/invalidnye_kolyaski/elektricheskie-kolyaski/s-elektricheskimi-regulirovkami/. На основе колясок с электрическими регулировками стали уже разрабатываться средства для передвижения с технологиями как для мобильных роботов — умные инвалидные коляски.
Умные инвалидные коляски были предметом исследований с начала 1980-х годов и разрабатывались во многих странах.
В этой статье представлено краткое изложение текущего состояния умных колясок и направлений будущих исследований.
Исследования показали, что люди с ограниченными возможностями получают существенную выгоду от доступа к средствам независимой мобильности, включая инвалидные кресла с электроприводом, инвалидные кресла-коляски, самокаты и ходунки. Независимая мобильность расширяет профессиональные и образовательные возможности, снижает зависимость от лиц, осуществляющих уход, и членов семьи и способствует развитию чувства уверенности в себе.
Для маленьких детей самостоятельная мобильность служит основой для доступного раннего обучения. Дети совершающие прогулки и имеющие доступ к богатству стимулов развиваются быстрее.
Для взрослых самостоятельная мобильность является важным аспектом самооценки и играет ключевую роль в “старении на месте”. Например, если пожилым людям становится все труднее ходить пешком или добираться до туалета, они пьют меньше жидкости.
Ограничения подвижности являются основной причиной функциональных ограничений среди взрослых, при этом, по оценкам, распространенность составляет 40 на 1000 человек в возрасте от 18 до 44 лет и 188 на 1000 человек в возрасте 85 лет и старше.
Трудности с мобильностью также являются сильными ограничениями повседневной деятельности и инструментальных нарушений организма из-за необходимости двигаться, чтобы выполнить многие из этих действий. Кроме того, нарушение мобильности часто приводит к уменьшению возможностей для общения, что приводит к социальной изоляции, тревоге и депрессии.
Например, 31 процент лиц с серьезными трудностями в передвижении испытывают депрессию или беспокойство, по сравнению только с 4 процентами лиц без трудностей в передвижении.
Устройство умной инвалидной коляски
В то время как потребности многих людей с ограниченными возможностями могут быть удовлетворены с помощью традиционных инвалидных колясок с ручным управлением или приводом от двигателя, части сообщества инвалидов трудно или невозможно самостоятельно пользоваться инвалидными колясками. Эта группа включает, но не ограничивается ими, лиц со слабым зрением, уменьшением поля зрения, спастичностью, тремором или когнитивным дефицитом. Этим людям часто не хватает самостоятельной мобильности, и они полагаются на сиделку , которая толкает их в инвалидном кресле с ручным управлением.
Чтобы приспособить этих людей учёные используют технологии, первоначально разработанные для мобильных роботов с целью создания умных инвалидных колясок.
Устройство умной инвалидной коляски обычно состоит из стандартной коляски с электроприводом к которому были добавлены компьютер и набор датчиков или база мобильного робота, к которой было прикреплено сиденье. Были разработаны интеллектуальные инвалидные кресла, которые обеспечивают пользователю навигационную помощь несколькими различными способами, такими как обеспечение безопасного передвижения, помощь в выполнении определенных задач (например, прохождение через дверные проемы) и автономная транспортировка пользователя между местоположениями, связанная с уникальным местоположением.
Большинство умных инвалидных колясок используют машинное зрение для определения искусственных ориентиров, но другие умные инвалидные коляски используют радиомаяки.
Некоторые умные инвалидные коляски также используют “локальную” карту, которая перемещается вместе со средством передвижения. Эту карту часто называют сеткой встречаемости или определенности и в ней хранится расположение препятствий в непосредственной близости от инвалидной коляски. Встречающиеся сетки используются в качестве основы для многих методов обхода препятствий.
Разработка умных инвалидных колясок
Умные инвалидные коляски еще много лет будут оставаться благодатной почвой для технологических исследований. Умные инвалидные коляски — отличные испытательные стенды для исследования сенсоров, особенно машинного зрения. Умные инвалидные кресла также предоставляют возможность изучить взаимодействие человека и робота, адаптивное или совместное управление, а также новые методы ввода, такие как голосовое управление, отслеживание глаз. Кроме того, умные инвалидные коляски будут продолжать служить испытательными стендами для архитектур управления роботами.
Режимы работы интеллектуальных инвалидных колясок
Автономная навигация с обходом препятствий
Умная инвалидная коляска перемещается из своего текущего местоположения в заданный пункт назначения на основе внутренней карты.
Предотвращение столкновений
Оператор инвалидной коляски отвечает за планирование пути к месту назначения. Умная инвалидная коляска либо избегает препятствий, либо останавливается перед ними. Скорость изменяется в зависимости от минимального зазора между препятствиями.
Дверной проход
Умная инвалидная коляска облегчает проход через дверной проем. Скорость снижается, чтобы инвалидная коляска могла подъезжать к более близким препятствиям. Система умной инвалидной коляски позволяет приблизиться вплотную и проехать в дверной проем.
Воспроизведение траектории
Интеллектуальная инвалидная коляска воспроизводит запрограммированную траекторию. Пути обычно программируются путем демонстрации. Интеллектуальная инвалидная коляска может “отменить” свои действия, чтобы вернуться в исходное положение.
Отслеживание цели
Интеллектуальная инвалидная коляска может отслеживать неподвижный или движущийся объект и перемещаться к нему. Линия, следующая за умной инвалидной коляской, может следовать по дорожке, физически отмеченной в окружающей среде. Некоторые могут планировать пути, которые предполагают пересечение нескольких путей.
Поворот вокруг
Умная инвалидная коляска может менять направление движения, либо поворачиваясь на месте, либо выполняя трехточечный поворот. Интеллектуальная инвалидная коляска останавливается, а затем возвращается в исходное положение при активации контактного переключателя.
Несмотря на то, что на разработку умных инвалидных колясок затрачено значительное количество усилий, оценке их эксплуатационных характеристик необходимо уделить больше внимания. Очень немногие исследователи интеллектуальных инвалидных колясок привлекали людей с ограниченными возможностями к своей деятельности по оценке. Более того, необходима строгая контролируемая оценка, предполагающая длительное использование в реальных условиях.
