Souris à commande assistée par langue (ATOM) : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Ce projet a d'abord commencé comme un devoir de classe pour un cours d'introduction que j'ai suivi en tant qu'étudiant ingénieur en première année. Après avoir terminé le cours, j'ai réuni une petite équipe composée de moi-même et de deux étudiants en art/design et nous avons poursuivi le développement de l'appareil pour l'inscrire au concours de design étudiant organisé chaque année par la Rehabilitation Engineering Society of North America.

Plusieurs mois plus tard, nous avons été informés que nous étions finalistes et nous nous sommes envolés pour Toronto pour présenter aux juges de la RehabWeek 2019. Nous avons eu la chance de remporter la première place du concours international de design pour étudiants, ainsi qu'un prix du public dans le cadre du concours des développeurs professionnels. vitrine et un prix de recherche du Rehabilitation Engineering Research Center de Penn State.

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Contexte du projet:

À l'ère moderne, être capable de s'interfacer efficacement avec un ordinateur est nécessaire pour effectuer de nombreuses tâches quotidiennes. Pour les personnes manquant de dextérité manuelle, la tâche d'utiliser des périphériques informatiques standard peut s'avérer presque impossible. À mesure que la technologie s'intègre de plus en plus dans différents aspects de notre société, pouvoir utiliser efficacement Internet n'est plus seulement une question de luxe ou de commodité, mais est plutôt plus proche d'un droit fondamental en tant qu'être humain. Développer une technologie permettant aux individus d'accéder à Internet les rend non seulement plus indépendants, mais peut également contribuer à l'avancement de notre société.

Avec une grande majorité d'emplois modernes exigeant que les travailleurs possèdent des compétences informatiques de base, il existe un marché pour produire des technologies d'assistance pour les personnes incapables d'utiliser efficacement les périphériques conventionnels. Plusieurs produits actuels répondent à ce besoin, mais sont souvent coûteux, contraignants et sans doute perfectibles. L'un des mécanismes d'entrée les plus anciens développés pour les personnes atteintes de tétraplégie, ou SLA, est le dispositif « Sip-and-puff » qui était à l'origine utilisé pour contrôler une machine à écrire en permettant à l'utilisateur de siroter ou de souffler dans un petit tube.[1] Prototypé pour la première fois par Reg Maling en 1960, c'était le début d'une longue lignée d'appareils similaires, dont certains sont encore utilisés aujourd'hui. D'autres solutions plus simples impliquent des dispositifs de pointage passifs qui sont tenus dans la bouche ou montés sur la tête et qui peuvent être utilisés pour taper des caractères sur un clavier, communément appelés « bâton buccal » ou « pointeur de tête ». Bien que ces outils soient rudimentaires, ils restent parmi les appareils fonctionnels les plus populaires en raison de leur simplicité et de leur faible prix. Cependant, même avec de la pratique, ces outils ne peuvent pas offrir les niveaux de productivité élevés requis dans de nombreux travaux. [2] Les technologies modernes telles que l'interaction du regard et les logiciels de suivi oculaire peuvent offrir une plus grande efficacité lorsqu'il s'agit d'accomplir des tâches sur un PC, mais en conséquence, le prix est considérablement augmenté. Cela présente un problème encore plus important lorsque l'on considère que le coût à vie de la vie avec une telle condition peut facilement dépasser 1,35 million de dollars. [3]

Tous ces outils existants offrent à leur utilisateur une plus grande capacité, mais chaque appareil apporte ses divers effets secondaires négatifs. Des exemples de tels effets pour un dispositif à bascule et à gorgée et à bouffée peuvent être un équipement restrictif fixé autour de la tête ou de la bouche de l'utilisateur qui est requis pour qu'un basculeur fixe fonctionne; le fait que la posture de l'utilisateur doit être conforme à l'appareil, provoquant une fatigue lors d'une utilisation prolongée; ou l'incapacité de parler pendant que l'appareil est utilisé. Outre les coûts, l'équipement de suivi oculaire nécessite de nombreux étalonnages pour être utilisé efficacement et éviter les mouvements oculaires inconscients nécessite une attention constante de la part de l'utilisateur. Ce projet vise à fournir une solution moins chère qui permet un plus grand confort et peut débloquer un plus large éventail d'utilisations pour l'utilisateur.

Étape 1: Présentation de la conception

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La conception mécanique du "support" de retenue est assez simple. Nous voulions que ce prototype soit une version de table, mais quelques ajustements mineurs pourraient être apportés pour le fixer à un fauteuil roulant ou à un autre point fixe.

Le composant le plus critique est un petit aimant en néodyme qui est encastré dans la lèvre saillante de sorte que l'utilisateur puisse mordre sur le dispositif de retenue pour le libérer de la position amarrée. De cette manière, l'utilisateur peut monter et démonter entièrement l'appareil sans utiliser les mains. Un bouchon en acier inoxydable de 1/4 est collé à l'avant du dispositif de retenue, qui a été déterminé par essais et erreurs comme étant de la taille parfaite pour maintenir l'appareil en place mais pouvant être retiré facilement à l'aide de la bouche.

Une caractéristique secondaire du support est de guider l'attache qui relie le dispositif de retenue au microcontrôleur. Dans nos conceptions, un rouleau ou même une petite fente rectangulaire est suffisamment efficace pour contenir le câble lors de l'utilisation de l'appareil.

Étape 7: Résultat et importance

Après avoir testé notre prototype fonctionnel, les objectifs du projet suivants ont été déterminés comme ayant été atteints:

- Possibilité de contrôle fin XY d'un curseur à l'aide de la langue

- Possibilité de clic droit et gauche de la souris en utilisant les muscles de la mâchoire

- Possibilité d'attacher et de détacher l'appareil sans utiliser les mains

- Capacité de désinfecter facilement l'appareil sans endommager l'électronique

- Faible coût de production

- Incorporer des matériaux réutilisables et réutilisés

- Améliorer les appareils existants (par exemple, le coût, la fonctionnalité, la facilité d'utilisation, etc.)

Selon une étude menée en 2017 par Capital One Financial Corp., on estime que 82 % des emplois moyennement qualifiés exigent que les travailleurs possèdent des compétences numériques. [4] Ce chiffre augmente d'année en année sans aucune fin en vue. Avec plus de 250 000 personnes aux États-Unis souffrant de lésions de la moelle épinière au cours d'une année donnée, il existe un besoin omniprésent d'une technologie d'assistance améliorée qui peut permettre aux personnes handicapées de la fonction motrice de rivaliser sur le marché du travail moderne. Les coûts de la première année après les blessures peuvent facilement dépasser 500 000 $, de sorte que le développement d'une technologie d'assistance abordable peut avoir un impact significatif sur les personnes touchées, ainsi que sur leur famille et leurs amis. De plus, les personnes atteintes de cette maladie subissent des changements majeurs dans leur vie, dont beaucoup peuvent avoir un impact significatif sur leur environnement social. Permettre aux personnes concernées d'interagir efficacement et à moindre coût avec les ordinateurs peut offrir plus d'opportunités de reconstruire et de maintenir des relations sociales pour mieux répondre à leurs propres besoins. Nous pensons que l'ATOM peut aider les individus à faire précisément cela en comblant un fossé entre les technologies existantes en offrant une efficacité élevée associée à un prix bas.

Deuxième prix du concours de technologie d'assistance