Notícia

Pesquisadores de Stanford constroem bengala inteligente autonavegante para pessoas com deficiência visual

Andrew Brodhead, Universidade Stanford

Fonte

Universidade Stanford

Data

terça-feira, 19 outubro 2021 06:50

Áreas

Bioeletrônica. Computação. Engenharia Biomédica. Inclusão Social.

A maioria de nós conhece a bengala como uma ferramenta simples, mas crucial, que auxilia pessoas com deficiências visuais em seus caminhos. Agora, pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, apresentaram uma bengala robótica acessível que orienta pessoas com deficiência visual de forma segura e eficiente em diversos ambientes.

Usando ferramentas utilizadas por veículos autônomos, a equipe de pesquisa construiu a nova bengala inteligente, que ajuda as pessoas a detectar e identificar obstáculos, mover-se facilmente ao redor desses objetos e seguir rotas dentro e fora de casa.

A bengala desenvolvida, chamada de ‘bengala aumentada’, não é a primeira bengala inteligente. Mas as bengalas com sensores avançados podem ser pesadas (pesando até mais de 20 kgf) e caras (podendo passar de US$ 6 mil, ou mais de R$ 33 mil). As bengalas com sensores disponíveis atualmente são tecnologicamente limitadas, detectando apenas objetos bem na frente do usuário. Os sensores usados na bengala deste estudo pesam pouco mais de 1 kgf, podem ser construídos em casa com peças prontas para uso e software livre e de código aberto, custando apenas US$ 400 (pouco mais de R$ 2,2 mil).

Os pesquisadores esperam que seu dispositivo seja uma opção acessível e útil para mais de 250 milhões de pessoas com deficiência visual em todo o mundo.

“Queríamos algo mais amigável do que apenas uma bengala com sensores”, disse Patrick Slade, pesquisador do Laboratório de Sistemas Inteligentes da Universidade Stanford e primeiro autor de um artigo publicado na revista Science Robotics descrevendo a bengala aumentada. “Algo que não pode apenas dizer que há um objeto em seu caminho, mas dizer o que é esse objeto e, em seguida, ajudá-lo a navegar em torno dele.” O documento vem com uma lista de peças para download e instruções para soldar em casa.

Tecnologia de veículos autônomos

A bengala aumentada é equipada com sensor LIDAR, tecnologia baseada em laser usada em alguns carros e aeronaves autônomos, que mede a distância até os obstáculos próximos. A bengala tem sensores adicionais, incluindo GPS, acelerômetros, magnetômetros e giroscópios, que monitoram a posição do usuário, velocidade, direção e assim por diante. A bengala toma decisões usando métodos de localização baseados em inteligência artificial e algoritmos robóticos como localização e mapeamento simultâneos (SLAM) e servo visual – direcionando o usuário em direção a um objeto em uma imagem.

“Nosso laboratório é baseado no Departamento de Aeronáutica e Astronáutica [de Stanford] e tem sido emocionante considerar alguns dos conceitos que temos explorado e aplicá-los para ajudar pessoas cegas”, disse o Dr. Mykel Kochenderfer, professor de Aeronáutica e Astronáutica e especialista em sistemas anticolisão de aeronaves. O Dr. Kochenderfer é o autor sênior do estudo.

Montada na ponta da bengala uma roda motorizada omnidirecional que mantém contato com o solo. Esta roda conduz o usuário com deficiência visual, puxando e empurrando suavemente, para a esquerda e para a direita, em torno dos impedimentos. Equipada com GPS integrado e recursos de mapeamento, a bengala aumentada pode até mesmo guiar o usuário para localizações precisas – como uma loja favorita no shopping ou um café local.

Em testes do mundo real com usuários que se ofereceram como voluntários no Centro para Cegos e Deficientes Visuais de Palo Alto, os pesquisadores disponibilizaram a bengala aumentada para pessoas com deficiência visual, bem como para pessoas os olhos vendados. Em seguida, os voluntários foram solicitados a completar os desafios de navegação diários – andar em corredores, evitar obstáculos e atravessar pontos de passagem ao ar livre.

“Queremos que as pessoas estejam no controle, mas fornecemos a elas o nível certo de orientação para levá-las aonde querem ir da maneira mais segura e eficiente possível”, disse o Dr. Kochenderfer.

Nesse aspecto, a bengala aumentada se destacou. Ela aumentou a velocidade de caminhada dos participantes com deficiência visual em cerca de 20% em relação à bengala simples. Para voluntários com os olhos vendados, os resultados foram mais impressionantes, aumentando sua velocidade em mais de um terço. “O aumento da velocidade de caminhada está relacionado a uma melhor qualidade de vida, então a esperança é que o aparelho possa melhorar a qualidade de vida de seus usuários”, observou Patrick  Slade.

Assista ao vídeo de apresentação da nova bengala:

Acesso aberto

Os pesquisadores estão abrindo o código-fonte de todos os itens do projeto. “Queríamos otimizar este projeto para facilidade de replicação e custo. Qualquer pessoa pode baixar todo o código, lista de materiais e esquemas eletrônicos, tudo de graça”, disse o professor Kochenderfer.

Mas o professor observou que a bengala ainda é um protótipo de pesquisa. “São necessários muitos experimentos e [detalhes de] engenharia significativos antes de estar pronta para o uso diário”, disse o pesquisasor, acrescentando que ele e a equipe receberiam parceiros da indústria que pudessem simplificar o projeto e aumentar a produção para tornar a bengala aumentada ainda mais acessível.

Os próximos passos para a equipe incluem refinamentos em seu protótipo e desenvolvimento de um modelo que usa um smartphone como processador, um avanço que pode melhorar a funcionalidade, ampliar o acesso à tecnologia e reduzir ainda mais os custos.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Stanford (em inglês).

Fonte: Andrew Myers, Universidade Stanford. Imagem: Andrew Brodhead, Universidade Stanford.

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