Intelli-Wheelchair - Intelligent Electric Wheelchair Controlled Exclusively by Mental and Voice Commands

Σύνοψη Έργου

Ως αναπηρία, σύμφωνα με το πλαίσιο αναφοράς ICIDH του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας, ορίζεται η σύνθετη έννοια που αποτελείται από τρία διακριτά αλλά αλληλοσυνδεόμενα μέρη τις βλάβες, την ανικανότητα και την μειονεξία. Ως βλάβη χαρακτηρίζεται κάθε απώλεια ή ανωμαλία ψυχολογικής, φυσιολογικής ή ανατομικής δομής ή λειτουργίας. Ο όρος ανικανότητα χαρακτηρίζει την κατάσταση, που αντιστοιχεί σε περιορισμό ή έλλειψη ικανότητας στην εκτέλεση μιας δραστηριότητας με φυσιολογικού τρόπο. Τέλος, ως μειονεξία εννοείται η απώλεια ή ο περιορισμός των ευκαιριών κάποιων ατόμων για κοινωνική συμμετοχή ισότιμα με άλλους ανθρώπους.

Συνεπώς η αναπηρία δεν είναι μόνο ένα πρόβλημα υγείας αλλά ένα σύνθετο φαινόμενο που σχετίζεται με την αλληλεπίδραση ενός ατόμου με την κοινωνία που διαβιώνει και για το λόγο αυτό είναι αναγκαία η υλοποίηση στοχευμένων παρεμβάσεων που θα βελτιώσουν το επίπεδο προσβασιμότητας των ατόμων με αναπηρία. Ως προσβασιμότητα νοείται η δυνατότητα της αυτόνομης πρόσβασης χωρίς ουδεμία διάκριση σε υποδομές, υπηρεσίες και αγαθά που διατίθενται σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον καθώς και της ισότιμης πρόσβασης σε οικονομικές, κοινωνικές και πολιτικές διαδικασίες.

Τα περισσότερα άτομα με σωματικές αναπηρίες αντιμετωπίζουν σημαντική δυσκολία στην κυκλοφορία τους στα αφιλόξενα για αυτά κέντρα των σύγχρονων πόλεων. Για την πληθυσμιακή ομάδα αυτή το αναπηρικό αμαξίδιο είναι το πλέον διαδεδομένο μέσο που χρησιμοποιείται για να βελτιώσει το επίπεδο της κινητικότητας τους. Ωστόσο, για τα άτομα με υψηλότερο βαθμό κινητικής αναπηρίας στα άνω άκρα που δεν μπορούν να εκτελούν ακριβείς και συνδυασμένες κινήσεις των δακτύλων (πάσχοντες από πολιομυελίτιδα, τετραπληγία κλπ) η χρήση του ηλεκτροκίνητου αμαξιδίου είναι απαγορευτική και ως εκ τούτου δεν είναι σε θέση να κινηθούν από μόνα τους.

Αξιοποιώντας την ιδιαίτερη τεχνογνωσία και πολυετή εμπειρία των συνεργαζόμενων φορέων το έργο αποσκοπεί στην ανάπτυξη καινοτόμων λύσεων που θα εξυπηρετούν με καλύτερο δυνατό τρόπο τις ανάγκες ειδικών πληθυσμιακών ομάδων όπως είναι τα άτομα με αναπηρία και εν γένει τα εμποδιζόμενα άτομα. Στα πλαίσια του προτεινόμενου έργου, με πρόθεση να βελτιώσει το επίπεδο της κινητικότητας των ΑμεΑ, θα σχεδιαστεί και θα κατασκευαστεί αναπηρικό αμαξίδιο η κίνηση του οποίου με την εφαρμογή της διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή (Brain-Computer Interface) θα μπορεί να ελεγχθεί αποκλειστικά νοητικά από τον μετακινούμενο χωρίς να απαιτείται οποιαδήποτε φυσική ανατροφοδότηση εντολών για τον χειρισμό του μέσω της καταγραφής της ηλεκτρικής δραστηριότητας των νευρώνων του εγκεφάλου του (Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα – EEG).

Τα καταγεγραμμένα σήματα θα επεξεργάζονται άμεσα και σε πραγματικό χρόνο από την τοπική μονάδα ελέγχου με την οποία θα εφοδιάζεται το αμαξίδιο και στη συνέχεια εφόσον προσδιοριστεί κάποια νοητική εντολή από ένα σύνολο προκαθορισμένων (πχ κίνηση εμπρός, στροφή αριστερά ή δεξιά, παύση κίνησης κλπ) θα αποστέλλεται το αντίστοιχο σήμα στον ηλεκτροκινητήρα του αμαξιδίου μέσω του κατάλληλου υποσυστήματος της εφαρμογής. Για τον προσδιορισμό των νοητικών εντολών θα αναπτυχθεί μια νέα μέθοδος ανάλυσης των σημάτων EEG λαμβάνοντας υπόψη τους σημαντικούς περιορισμούς που προκύπτουν από την εφαρμογή της στη μονάδα ελέγχου του αμαξιδίου και όχι σε κάποιο μεγαλύτερο υπολογιστικό σύστημα. Η προτεινόμενη μέθοδος θα πρέπει να παρουσιάζει πολύ υψηλό ποσοστό αξιοπιστίας και να συνοδεύεται από απλή διαδικασία εκμάθησης της από τους χρήστες προκειμένου εξασφαλίζει εύκολη και ασφαλή μετακίνηση του αμαξιδίου.

Προϋπόθεση για την επιτυχία της προσπάθειας είναι η παραγωγή ενός προϊόντος με χαμηλό κόστος προκειμένου να είναι αφενός ευκολότερη η απόκτησή από άτομα με σοβαρά κινητικά προβλήματα των άνω άκρων και αφετέρου να αποφέρει οικονομικά οφέλη από την εμπορική του εκμετάλλευση. Αυτός είναι άλλωστε και ο βασικός στόχος της δράσης «ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ – ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ», δηλαδή η ενσωμάτωση της νέας γνώσης και της καινοτομίας για την παραγωγή νέων προϊόντων και υπηρεσιών.

Στόχοι του Έργου

Ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός σύγχρονου και με μεγάλη ακρίβεια στην αναγνώριση προτύπων αλγορίθμου μετάφρασης.

Η ανάπτυξη για λόγους ασφαλείας της μονάδας αναγνώρισης φωνητικών εντολών οι οποίες θα προωθούνται στη μονάδα σύζευξης.

Ο σχεδιασμός και η υλοποίηση των αλγορίθμων που θα εκτελούνται στη μονάδα σύζευξης.

Ο σχεδιασμός και η υλοποίηση της μονάδας ελέγχου του ηλεκτροκινητήρα του αναπηρικού αμαξιδίου υπεύθυνης για κίνηση των τροχών.

Ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη εφαρμογής για το λειτουργικό σύστημα ANDROID που θα διαβάζει από τον εγκέφαλο.

Αποτελέσματα Έργου

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, η κοινωνία μας γερνάει με πολύ γρηγορότερους ρυθμούς σε σχέση με παλιότερα. Στις ανεπτυγμένες χώρες το ποσοστό των ατόμων με ηλικία άνω των 65 ετών αναμένεται να διπλασιαστεί έως το 2050. Η διαρκής γήρανση του πληθυσμού θα αυξήσει σημαντικά τις ανάγκες των ατόμων αυτών για ιατρική φροντίδα εφόσον οι ηλικιωμένοι γίνονται περισσότερο ευάλωτοι σε ασθένειες ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις η υγεία τους θα απαιτεί συνεχή ιατρική παρακολούθηση.

Τα άτομα με αναπηρίες χρειάζονται καθημερινά βοήθεια για τις βασικές τους ανάγκες και παράλληλα παρακολούθηση της κατάστασης της υγείας τους που από εξειδικευμένο προσωπικό που δεν είναι πάντοτε διαθέσιμο λόγω της συνεχώς αυξανόμενης ζήτησης με συνέπεια τη διαβίωσή τους σε συνθήκες κοινωνικής απομόνωσης. Με τη βοήθεια της σύγχρονης τεχνολογίας έχουν παρουσιαστεί καινοτόμες λύσεις, όπως τα έξυπνα αναπηρικά αμαξίδια, στο πρόβλημα αυτό που παρέχουν αυξημένη προσωπική αυτονομία.

Η καινοτομία που προσφέρει το προτεινόμενο σύστημα είναι ότι αποτελεί μια ολοκληρωμένη λύση που θα μπορεί να εγκατασταθεί εύκολα σε οποιοδήποτε αναπηρικό αμαξίδιο με ελάχιστες παρεμβάσεις και μικρό κόστος προκειμένου να βελτιώσει σε μεγάλο βαθμό τις δυνατότητες μετακίνησης ορισμένων κατηγοριών ατόμων που το έχουν ανάγκη. Δεδομένου ότι στη χώρα μας αλλά και στην Ευρωπαϊκή Ένωση γενικότερα το ποσοστό την ηλικιωμένων ανθρώπων που ζούνε μόνοι τους καθώς και των ατόμων με αναπηρία αυξάνεται διαρκώς, η υλοποίηση της παρούσας πρότασης θα δημιουργήσει σημαντικές εμπορικές προοπτικές για το παραχθέν προϊόν και συνεπώς οικονομικά και κοινωνικά οφέλη. Επιπλέον, εναρμονίζεται με τη Διακήρυξη του ΟΗΕ για τα Δικαιώματα των Ατόμων με Αναπηρία καθώς και το Σύνταγμα της χώρας μας που αναγνωρίζεται η προσβασιμότητα ως θεμελιώδες δικαίωμα για όλους.

Τα ερευνητικά αποτελέσματα και οι μεθοδολογίες που θα εξαχθούν κατά την υλοποίηση του έργου θα αποτελέσουν πολύτιμο εργαλείο για την ενίσχυση της έρευνας στις συγκεκριμένες περιοχές, ενώ παράλληλα η συμμετοχή σε επιστημονικά συνέδρια και οι δημοσιεύσεις σε έγκριτα περιοδικά θα αναδείξουν το ερευνητικό έργο των εκπαιδευτικών ιδρυμάτων της χώρας. Σημαντικό στοιχείο είναι ότι για την υλοποίηση του έργου θα δημιουργηθούν οκτώ (8) νέες θέσεις εργασίας για ερευνητές, μεταπτυχιακούς φοιτητές και υποψήφιους διδάκτορες.