Asistovaná myš ovládaná jazykom (ATOM): 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Tento projekt sa pôvodne začal ako triedna úloha pre úvodný kurz, ktorý som absolvoval ako študent prvého ročníka inžinierstva. Po dokončení kurzu som zhromaždil malý tím, ktorý som zložil zo mňa a dvoch študentov umenia/dizajnu, a pokračovali sme vo vývoji zariadenia, aby sme ho zaradili do súťaže študentských návrhov, ktorú každoročne organizuje spoločnosť Rehabilitation Engineering Society of North America.

O niekoľko mesiacov neskôr sme dostali oznámenie, že sme finalisti, a odleteli sme do Toronta, aby sme ich predstavili porotcom na RehabWeek 2019. Mali sme to šťastie, že sme získali prvé miesto v medzinárodnej súťaži študentských návrhov spolu s ocenením za voľbu ľudí v kategórii profesionálnych vývojárov. vitrína a cena za výskum od Výskumného centra rehabilitačného inžinierstva v štáte Penn State.

*******************************************************************************

Tento návod bol vytvorený ako príspevok do asistenčnej technickej súťaže! Ak vám to prišlo užitočné, hlasujte!

*******************************************************************************

Pozadie projektu:

V modernej dobe je schopnosť efektívneho prepojenia s počítačom potrebná na zvládnutie mnohých každodenných úloh. Pre jednotlivcov, ktorí nemajú manuálnu zručnosť, môže byť použitie štandardných počítačových periférií takmer nemožné. Keďže sa technológie čoraz viac integrujú do rôznych aspektov našej spoločnosti, schopnosť efektívne využívať internet už dávno nie je len otázkou luxusu alebo pohodlia, ale skôr sa blíži základnému právu človeka. Rozvoj technológie, ktorá umožňuje jednotlivcom prístup na internet, ich nielen robí nezávislejšími, ale môže tiež pomôcť v rozvoji našej spoločnosti.

Keďže drvivá väčšina moderných pracovných miest vyžaduje od pracovníkov základné počítačové znalosti, existuje trh s výrobou pomocných technológií pre jednotlivcov, ktorí nedokážu efektívne využívať konvenčné periférne zariadenia. Túto potrebu spĺňa niekoľko súčasných produktov, ktoré sú však často nákladné, obmedzujúce a nepochybne majú priestor na zlepšenie. Jeden z najstarších vstupných mechanizmov vyvinutý pre jednotlivcov s quadriplegiou alebo ALS je zariadenie „Sip-and-puff“, ktoré sa pôvodne používalo na ovládanie písacieho stroja tým, že používateľovi umožňovalo popíjať alebo fúkať do malej skúmavky. [1] Prvý prototyp od Reg Malinga v roku 1960 bol začiatkom dlhého radu podobných zariadení, z ktorých niektoré sa používajú dodnes. Iné, jednoduchšie riešenia zahŕňajú pasívne ukazovacie zariadenia, ktoré sú držané v ústach alebo pripevnené k hlave a ktoré je možné použiť na písanie znakov na klávesnici, bežne označované ako „ústa“alebo „ukazovateľ hlavy“. Napriek tomu, že tieto nástroje sú primitívne, zostávajú kvôli svojej jednoduchosti a nízkej cene stále jedným z najobľúbenejších pomocných zariadení. Avšak ani v praxi tieto nástroje nedokážu ponúknuť vysokú úroveň produktivity, ktorá je potrebná v mnohých zamestnaniach. [2] Moderné technológie, ako napríklad interakcia pohľadu a softvér na sledovanie očí, môžu poskytnúť väčšiu účinnosť pri plnení úloh na počítači, v dôsledku čoho sa však cena dramaticky zvýši. To predstavuje ešte väčší problém, keď vezmeme do úvahy, že životné náklady na život s takýmto stavom môžu ľahko prekročiť 1,35 milióna dolárov. [3]

Všetky tieto existujúce nástroje poskytujú svojim používateľom lepšie možnosti, ale každé zariadenie prináša svoje rôzne negatívne vedľajšie účinky. Príkladmi takýchto účinkov na zariadenie na prepínanie a popíjanie a nafukovanie môže byť obmedzujúce zariadenie pripevnené okolo hlavy alebo úst používateľov, ktoré je potrebné na to, aby fungoval pevný prepínač; skutočnosť, že držanie tela užívateľa musí zodpovedať zariadeniu, čo spôsobuje únavu pri dlhodobom používaní; alebo neschopnosť hovoriť, keď je zariadenie v prevádzke. Popri nákladoch zariadenie na sledovanie očí vyžaduje účinné používanie mnohých kalibrácií a vyhýbanie sa podvedomému pohybu očí vyžaduje od používateľa neustále sústredenie. Cieľom tohto projektu je poskytnúť lacnejšie riešenie, ktoré umožní vyšší komfort a môže používateľovi odomknúť širší rozsah použitia.

Krok 1: Prehľad dizajnu

"loading =" lenivý"

Mechanická konštrukcia držiaka „stojana“je pomerne jednoduchá. Mysleli sme, že tento prototyp bude stolovou verziou, ale bolo možné vykonať niekoľko drobných úprav, aby bolo možné ho pripevniť na invalidný vozík alebo na iný pevný bod.

Najdôležitejšou súčasťou je malý neodýmový magnet, ktorý je zapustený do vyčnievajúceho pera tak, aby sa užívateľ mohol zahryznúť do držiaka a uvoľniť ho z ukotvenej polohy. Týmto spôsobom môže užívateľ zariadenie úplne namontovať a odpojiť bez použitia rúk. Do prednej časti držiaka je vlepená 1/4 zástrčka z nehrdzavejúcej ocele, ktorá bola pokusom a omylom stanovená ako ideálna veľkosť na udržanie zariadenia na mieste, ale dá sa ľahko odstrániť ústami.

Sekundárnou vlastnosťou stojana je vedenie popruhu, ktorý spája držiak s mikrokontrolérom. V našich prevedeniach je valček alebo dokonca malý obdĺžnikový otvor dostatočne účinný na to, aby obsahoval kábel pri používaní zariadenia.

Krok 7: Výsledok a význam

Po testovaní nášho fungujúceho prototypu boli stanovené nasledujúce ciele projektu, ktoré boli splnené:

- Schopnosť jemne ovládať XY kurzor pomocou jazyka

- Schopnosť kliknúť pravým a ľavým tlačidlom myši pomocou svalov čeľuste

- Schopnosť pripojiť a odpojiť zariadenie bez použitia rúk

- Schopnosť ľahko dezinfikovať zariadenie bez poškodenia elektroniky

- Nízke výrobné náklady

- Zahrňte opakovane použiteľné a opakovane používané materiály

- Vylepšujte existujúce zariadenia (napr. Náklady, funkčnosť, jednoduchosť použitia atď.)

Podľa štúdie, ktorú v roku 2017 uskutočnila spoločnosť Capital One Financial Corp., odhaduje, že 82% pracovných miest so strednými zručnosťami vyžaduje, aby pracovníci mali digitálne znalosti. [4] Tento údaj sa z roka na rok zvyšuje, pričom sa nič nekončí. S viac ako 250 000 ľuďmi v USA, ktorí v ktoromkoľvek roku trpia poraneniami miechy, existuje neustála potreba zdokonalenej asistenčnej technológie, ktorá môže jednotlivcom s postihnutím motorických funkcií umožniť súťažiť na modernom trhu práce. Náklady na prvý rok po zraneniach môžu ľahko prekročiť 500 000 dolárov, takže vývoj cenovo dostupnej asistenčnej technológie môže mať významný vplyv na postihnutých, ako aj na ich rodinu a priateľov. Jedinci s týmto ochorením okrem toho prechádzajú veľkými životnými zmenami, z ktorých mnohé môžu mať významný vplyv na ich sociálne prostredie. Umožnenie postihnutým efektívne a lacno komunikovať s počítačmi môže poskytnúť viac príležitostí na obnovu a udržiavanie sociálnych vzťahov tak, aby lepšie zodpovedali ich vlastným potrebám. Veríme, že ATOM môže jednotlivcom pomôcť v tom, že preklenuje priepasť v existujúcich technológiách tým, že ponúka vysokú účinnosť spojenú s nízkou cenou.

Druhá cena v asistenčnej technickej súťaži