Low-cost open source ultrasound-sensing based navigational support for visually impaired/시각 장애인을 위한 저가형 오픈소스 초음파 감지 기반 탐색 지원

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인용하다 출처 문서에 대한 인용 참조입니다.Aliaksei L. Petsiuk 및 Joshua M. Pearce. 시각 장애인을 위한 저비용 오픈 소스 초음파 감지 기반 내비게이션 지원 . 센서 2019, 19(17), 3783; https://doi.org/10.3390/s19173783 사전 인쇄본 , Academia

1,900만 명의 미국인이 상당한 시력 상실을 겪고 있습니다. 이들 중 70% 이상이 정규직이 아니며, 4분의 1 이상이 빈곤선 이하에서 살고 있습니다. 전 세계적으로 시각 장애인은 3,600만 명이지만, 절반도 안 되는 사람이 흰 지팡이나 더 비싼 상업용 감각 대체품을 사용합니다. 시각 장애인의 삶의 질은 독립성 부족으로 인해 저하됩니다. 이러한 어려움을 완화하기 위해 이 연구에서는 시력을 잃은 사람들이 이동할 때 주변에서 방향을 찾고 장애물을 피할 수 있도록 하는 저비용(24달러 미만) 오픈소스 내비게이션 지원 시스템을 개발했다고 보고합니다. 이 시스템은 대부분 저비용 3D 프린팅/밀링을 사용하여 디지털 분산 제조로 제작할 수 있습니다. 자연스러운 능동 감지 방식을 활용하여 지점-거리 정보를 전달하고 3m 거리 범위 내에서 다양한 진동 패턴으로 측정값을 촉각적 피드백으로 변조합니다. 개발된 시스템은 시력을 잃은 사람들이 안전과 이동성을 보장하기 위해 내비게이션, 방향 설정 및 장애물 감지(정지 20cm 이상, 최대 0.5m/s 이동)의 주요 작업을 해결할 수 있도록 합니다. 시력이 있는 참가자는 눈가리개를 하고 실내 및 실외 내비게이션과 다른 보행자와의 충돌 회피를 포함한 8가지 주요 일상 내비게이션 및 안내 작업에 대해 장치를 성공적으로 시연했습니다.

동기 및 프로젝트 설명

1,900만 명의 미국인이 상당한 시력 상실을 겪고 있습니다. 70% 이상이 정규직이 아니며, 4분의 1 이상이 빈곤선 이하에서 살고 있습니다. 전 세계적으로 시각 장애인은 3,600만 명이지만, 절반도 안 되는 사람들이 흰 지팡이나 더 비싼 상업용 감각 대체품을 사용합니다. 시각 장애인의 삶의 질은 그로 인한 독립성 부족으로 인해 저하됩니다. 이러한 과제를 완화하기 위해 이 연구에서는 시력을 잃은 사람들이 안전과 이동성을 보장하기 위해 주요 과제인 내비게이션, 방향 감각, 장애물 감지를 해결할 수 있도록 하는 저비용(<$24) 오픈소스 내비게이션 지원 시스템을 개발했다고 보고합니다.

제안된 시스템은 대부분 디지털 방식으로 배포하여 제조할 수 있습니다. 자연스러운 능동 감지 방식을 활용하여 지점-거리 정보를 전달하고 3m 거리 범위 내에서 다양한 진동 패턴으로 측정값을 촉각적 피드백으로 변조합니다. 개발된 시스템은 시력을 잃은 사람들이 주요 탐색, 방향 및 장애물 감지(>20cm 정지 및 최대 0.5m/s 이동)의 주요 작업을 해결하여 안전과 이동성을 보장합니다. 시력이 있는 눈가리개 참가자는 실내 및 실외 탐색 및 다른 보행자와의 충돌 회피를 포함한 8가지 주요 일상 탐색 및 안내 작업에 대해 장치를 성공적으로 시연했습니다.

디자인 과정

Blind Person's Assistant 의 첫 번째 버전은 2018년 Joshua M. Pearce 박사의 "오픈소스 3D 프린팅" 과정을위한 오픈소스 적절 기술(OSAT) 프로젝트 의 일부로 제시되었습니다 .

케이스 설계에 다양한 소재와 형태를 사용하여 기능성과 인체공학을 개선하기 위한 여러 가지 반복이 있었습니다. 전자 부품도 최소한의 치수로 효과적인 기능성을 유지하기 위해 크게 개정되었습니다. FFF 3D 인쇄 기술은 최상의 분배 및 복제 기능을 제공하는 반면, 유연한 필라멘트는 금속 부품 없이도 안정적인 조립을 보장하고, 손목에 쉽게 맞고, 센서 코어를 단단히 고정하고 과도한 진동을 흡수합니다.

이 장치의 예비 테스트는 세 명의 참가자 모두가 방법 섹션에 설명된 여덟 가지 과제를 완료할 수 있다는 점을 근거로 성공으로 결정되었습니다. 실험 중 모든 참가자는 촉각 인터페이스의 효과성, 학습 및 적응 프로세스의 직관성, 장치의 사용성을 언급했습니다. 이 시스템은 빠른 반응을 생성하고 사람이 움직이는 물체를 감지할 수 있게 합니다. 사람의 기본 감각 지각을 자연스럽게 보완하고 사람이 움직이는 물체와 정적인 물체를 감지할 수 있게 합니다.

더 많은 데이터를 얻고 개발된 시스템 성능에 대한 포괄적인 분석을 수행하기 위한 추가 실험이 향후 필요합니다. 이를 통해 고주파 진동, 저주파 임펄스 및 다양한 주기의 비트 패턴을 번갈아 가며 사용하면 감각 지각 범위를 크게 확장할 수 있으므로 촉각 피드백의 효율성을 개선할 수도 있습니다.

결론

개발된 저비용(24달러 미만) 오픈소스 내비게이션 지원 시스템은 시력을 잃은 사람들이 안전과 이동성을 보장하기 위해 내비게이션, 방향 및 장애물 감지(정지 상태에서 20cm 이상, 최대 3m 거리 범위 내에서 0.5m/s로 이동)의 주요 작업을 해결할 수 있도록 합니다. 이 장치는 직관적인 촉각 피드백을 보여주었으며, 짧은 연습으로 사용이 더 쉬워집니다. 독립적인 장치로 또는 사용 가능한 감각 증강 수단(예: 흰 지팡이)에 대한 보완적인 부분으로 대부분 디지털 방식으로 제조할 수 있습니다. 이 장치는 관찰된 대부분의 상업용 제품과 유사한 거리 범위에서 작동하며, 높은 기술 자격이 없는 사람도 복제할 수 있습니다. 사용 가능한 상업용 제품의 가격이 100~800달러이므로 비용 절감은 최소 76%에서 97% 이상에 이릅니다.

또한보십시오

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페이지 데이터
저자	알렉세이 페치욱
특허	저작권: CC-BY-SA-3.0
언어	영어 (en)
번역	한국인
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만들어진	2019년 6월 29일 Aliaksei Petsiuk 작성
수정됨	2024년 2월 23일, 유지 관리 스크립트
인용하다	Aliaksei Petsiuk (2019–2024). "시각 장애인을 위한 저가형 오픈소스 초음파 감지 기반 내비게이션 지원" . Appropedia . 2024년 7월 12일 검색됨 .
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