Des chercheurs construisent une canne intelligente à navigation automatique à 400 $

Des chercheurs construisent une canne intelligente à navigation automatique à 400 $

Le candidat au doctorat à Stanford, Michael John Raitor, teste la canne augmentée, créée avec des capacités d’orientation similaires à celles utilisées dans les véhicules autonomes. Crédit : Andrew Brodhead

La plupart connaissent la canne blanche comme un outil simple mais essentiel qui aide les personnes malvoyantes à se frayer un chemin à travers le monde. Des chercheurs de l’Université de Stanford ont maintenant introduit une canne robotique abordable qui guide les personnes malvoyantes de manière sûre et efficace dans leur environnement.

À l’aide d’outils de véhicules autonomes, l’équipe de recherche a construit la canne augmentée, qui aide les gens à détecter et à identifier les obstacles, à se déplacer facilement autour de ces objets et à suivre des itinéraires à la fois à l’intérieur et à l’extérieur.

La canne augmentée n’est pas la première canne intelligente. Les cannes à capteur de recherche peuvent être lourdes et chères, pesant jusqu’à 50 livres et coûtant environ 6 000 $. Les cannes à capteur actuellement disponibles sont technologiquement limitées, ne détectant que les objets juste devant l’utilisateur. Les capteurs de pointe pour les sports de canne augmentés, ne pèsent que 3 livres, peuvent être construits à la maison à partir de pièces standard et de logiciels gratuits et open source, et coûtent 400 $.

Les chercheurs espèrent que leur appareil sera une option abordable et utile pour les plus de 250 millions de personnes malvoyantes dans le monde.

« Nous voulions quelque chose de plus convivial qu’une simple canne blanche avec des capteurs », explique Patrick Slade, assistant de recherche diplômé au Stanford Intelligent Systems Laboratory et premier auteur d’un article publié dans la revue. Robotique scientifique décrivant la canne augmentée. « Quelque chose qui ne peut pas seulement vous dire qu’il y a un objet sur votre chemin, mais vous dire quel est cet objet et ensuite vous aider à naviguer autour de lui. » Le papier est livré avec une liste de pièces téléchargeable et des instructions de soudure à domicile.






Emprunter à la technologie des véhicules autonomes

La canne augmentée est équipée d’un capteur LIDAR. Le LIDAR est la technologie laser utilisée dans certaines voitures et avions autonomes qui mesure la distance par rapport aux obstacles à proximité. La canne est dotée de capteurs supplémentaires, notamment un GPS, des accéléromètres, des magnétomètres et des gyroscopes, comme ceux d’un smartphone, qui surveillent la position, la vitesse, la direction, etc. de l’utilisateur. La canne prend des décisions à l’aide d’algorithmes de recherche de chemin et de robotique basés sur l’intelligence artificielle, tels que la localisation et la cartographie simultanées (SLAM) et l’asservissement visuel, orientant l’utilisateur vers un objet dans une image.

« Notre laboratoire est basé au Département d’aéronautique et d’astronautique, et il a été passionnant de prendre certains des concepts que nous avons explorés et de les appliquer pour aider les personnes atteintes de cécité », a déclaré Mykel Kochenderfer, professeur agrégé d’aéronautique et d’astronautique. et un expert en systèmes anticollision d’aéronefs, qui est l’auteur principal de l’étude.

La pièce de résistance est montée au bout de la canne : une roue omnidirectionnelle motorisée qui maintient le contact avec le sol. Cette roue guide l’utilisateur malvoyant en tirant et en poussant doucement, à gauche et à droite, autour des obstacles. Équipée d’un GPS intégré et de capacités de cartographie, la canne augmentée peut même guider son utilisateur vers des emplacements précis, comme un magasin préféré dans le centre commercial ou un café local.

Lors de tests dans le monde réel avec des utilisateurs volontaires par l’intermédiaire du Centre Palo Alto Vista pour les aveugles et les malvoyants, les chercheurs ont mis la canne augmentée entre les mains de personnes malvoyantes ainsi que de personnes voyantes qui avaient les yeux bandés. On leur a ensuite demandé de relever des défis de navigation quotidiens : marcher dans les couloirs, éviter les obstacles et traverser des points de cheminement extérieurs.

« Nous voulons que les humains gardent le contrôle, mais leur fournissons le bon niveau de conseils en douceur pour les amener là où ils veulent aller de la manière la plus sûre et la plus efficace possible », a déclaré Kochenderfer.

À cet égard, la canne augmentée a excellé. Il a augmenté la vitesse de marche des participants malvoyants d’environ 20 % par rapport à la canne blanche seule. Pour les personnes voyantes portant des bandeaux, les résultats ont été plus impressionnants, augmentant leur vitesse de plus d’un tiers. Une vitesse de marche accrue est liée à une meilleure qualité de vie, note Slade, donc l’espoir est que l’appareil puisse améliorer la qualité de vie de ses utilisateurs.

Des chercheurs construisent une canne intelligente à navigation automatique à 400 $

La canne utilise un capteur LIDAR pour mesurer la distance par rapport aux obstacles à proximité, puis dirige les utilisateurs autour de ces zones. Crédit : Andrew Brodhead

Ouvrir l’accès

Les chercheurs sont en open source pour tous les aspects du projet. « Nous voulions optimiser ce projet pour faciliter la réplication et le coût. Tout le monde peut télécharger gratuitement tout le code, la nomenclature et les schémas électroniques », explique Kochenderfer.

« Soudez-le à la maison. Exécutez notre code. C’est plutôt cool », ajoute Slade.

Mais Kochenderfer note que la canne est toujours un prototype de recherche. « Beaucoup d’ingénierie et d’expériences importantes sont nécessaires avant qu’il ne soit prêt pour une utilisation quotidienne », dit-il, ajoutant que lui et l’équipe accueilleraient des partenaires de l’industrie qui pourraient rationaliser la conception et augmenter la production pour rendre la canne augmentée encore plus abordable. .

Les prochaines étapes pour l’équipe comprennent des améliorations à leur prototype et le développement d’un modèle qui utilise un smartphone de tous les jours comme processeur, une avancée qui pourrait améliorer les fonctionnalités, élargir l’accès à la technologie et réduire davantage les coûts.


La robotique fait entrer la canne blanche dans le 21e siècle


Plus d’information:
Patrick Slade et al, La détection multimodale et l’assistance intuitive au pilotage améliorent la navigation et la mobilité des personnes malvoyantes, Robotique scientifique (2021). DOI : 10.1126/scirobotics.abg6594

Fourni par l’Université de Stanford

Citation: Les chercheurs construisent une canne intelligente à navigation automatique de 400 $ (2021, 14 octobre) récupéré le 14 octobre 2021 à partir de https://techxplore.com/news/2021-10-self-navigating-smart-cane.html

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