Умная инвалидная коляска улучшает мобильность с помощью AI-управления в режиме совместного использования

Новый интеллектуальный инвалидный стул, CoNav Chair, описанный в статье на предварительной платформе для печати arXiv, оснащен системой совместного контроля, которая сочетает автономную навигацию с пользовательским вводом для улучшения мобильности, доверия и эффективности для людей с ограниченными возможностями (PWD).

Ученые разработали инвалидное кресло на базе Роботизированной Операционной Системы (ROS), чтобы преодолеть разрыв между полностью автономными и ручными системами управления, которые часто приводят к неэффективности и снижению доверия со стороны пользователей. Они

В отличие от традиционных электрических инвалидных колясок (PWC), которые могут быть сложными в управлении, или автономных инвалидных колясок, ограничивающих контроль пользователя, CoNav Chair позволяет пользователям перехватывать управление навигационной системой при необходимости.

Этот гибридный подход обеспечивает более плавное перемещение, предотвращая резкие остановки или неэффективные маршрутные решения. Научная группа протестировала систему в реальных условиях внутреннего помещения, продемонстрировав ее преимущества по сравнению с полностью ручным и автономным режимами.

Инвалидная коляска включает в себя сенсоры LiDAR, камеру, инерциальную измерительную систему (IMU) и энкодеры, что позволяет ей картировать окружающую среду и эффективно преодолевать препятствия. Алгоритм совместного управления позволяет пользователям направлять коляску, при этом полагаясь на ее автоматизированные функции для более плавной и безопасной навигации.

Программное обеспечение основано на ROS-ориентированной структуре одновременной локализации и картографирования (SLAM), которая позволяет коляске создавать подробную 2D карту внутренних пространств. Система балансирует между вводом пользователя и навигацией, под управлением искусственного интеллекта, улучшая как эффективность, так и безопасность.

Экспериментальные результаты показали, что CoNav Chair значительно повышает эффективность навигации по сравнению как с ручными, так и с полностью автономными системами. Он позволяет сократить время выполнения задач и следовать более прямым маршрутам, чем при ручном управлении, что позволяет пользователям быстрее достигать своих пунктов назначения.

Система совместного контроля обеспечивает более плавные траектории, снижает количество резких поворотов и повышает общий комфорт. Кроме того, электрокресло демонстрирует более высокий процент успеха и меньшее количество столкновений, что делает его более надежным вариантом для навигации в сложных условиях.

Ручное управление часто приводило к большему числу столкновений из-за ошибок пользователя, в то время как автономные системы иногда испытывали трудности с резкими поворотами или препятствиями. Кресло CoNav эффективно объединяет преимущества обоих подходов, позволяя пользователю вмешиваться при необходимости и используя автоматизацию в более простых ситуациях.

Кресло CoNav представляет собой значительный шаг в направлении улучшения мобильных решений для лиц с ограниченными возможностями, обеспечивая баланс между автономией и контролем пользователя. Улучшая доверие и эффективность навигации, это умное кресло-коляска имеет потенциал повысить независимость и социальную интеграцию для людей, нуждающихся в помощи в передвижении.