Smart power wheelchair: problems and challenges of product approach

• Autorzy: Ageyev Serge , Yarovyi Andrii

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.2716

Warianty tytułu

PL

Inteligentny wózek inwalidzki z napędem elektrycznym:problemy i wyzwaniaw podejściu produktowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper focuses on intelligent assistant for power wheelchair (PW) usage in home conditions. Especially in the context of PW intelligent assistant as a consumer product. The main problematic aspects and challenges of smart PW in real application are noted. The approach to formation of system requirements and their classification is offered. The research results proposed and implemented in the ongoing Mobilis project for smart PW. Further prospects of research and development are noted. Also, it is stated that the implementation of smart PW technology opens possibilities to effective integration with new control methods (including brain-computer interfaces).

PL

Niniejszy artykuł koncentruje się na omówieniu problemów i wyzwań dotyczących nowego produktu, jakim jest Smart Power Wheelchair (SPW), czyli inteligentny asystent używany w elektrycznych wózkach inwalidzkich w warunkach domowych. Zwrócono szczególnie uwagę na ukazanie SPW jako nowego produktu konsumenckiego na rynku dóbr. Przedstawione zostały główne problematyczne aspekty i wyzwania dla SPW, które mogą pojawić się w warunkach rzeczywistych. Artykuł zawiera również propozycje dotyczące tworzenia wymagań systemowych oraz ich klasyfikacji. W kolejnej części artykułu przedstawiono wyniki badań, zrealizowanych w ramach projektu Mobilis, dzięki którym wdrożono szereg zmian w produkcie. Ponadto autorzy zapewniają o planowanych dalszych badaniach nad rozwojem produktu. Należy zwrócić uwagę, że wprowadzenie technologii SPW otwiera możliwości efektywnej integracji z nowymi metodami komunikacji (w tym z interfejsami mózg-komputer, z ang. brain-computer interfaces – BCI), z których szczególną korzyść będą miały osoby z niepełnosprawnością ruchową.

Słowa kluczowe

EN

power wheelchair; intelligent systems; drive assist systems; autopilot; human-computer interaction

PL

elektryczny wózek inwalidzki; inteligentne systemy; system wspomagania napędu; autopilot; interakcja człowiek-komputer

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 11, nr 3
• Strony: 9--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab.

Twórcy

autor

Ageyev Serge

• Mobilis Robotics LLC, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9451-6766

autor

Yarovyi Andrii

• Mobilis Robotics LLC, Kraków, Poland
• Vinnytsia National Technical University, Department for Computer Science, Vinnytsia, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-6668-2425

Bibliografia

• [1] Ageyev S.: Product Approach to Autonomous Power Wheelchair. ResearchGate. September 2020 [http://researchgate.net/publication/344045604_Product_Approach_to_Autonomous_Power_Wheelchair].
• [2] Ageyev S., Yarovyi A.: Intelligent Assist Technology for Power Wheelchair: Problems and Challenges of Product Approach – Brain Controlling Technology for Assistive Devices. Tech Day Online Meeting – DEMACH Event- und Veranstaltungs GmbH, Berlin, 2021.
• [3] Ageyev S., Yarovyi A.: Intelligent Assistant for Power Wheelchair. L Scientific and Technical Conference of Vinnytsia National Technical University 2021, [https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-fitki/all-fitki-2021/paper/view/12943/10866].
• [4] Arledge S., Armstrong W., Babinec M., Dicianno B. E., Digiovine C., Dyson-Hudson T., Stogner J.: RESNA Wheelchair Service Provision Guide. RESNA (NJ1) 2011.
• [5] Cascado D. et al.: A Smart Electric Wheelchair Using UPnP. In: Cai Y., Abascal J. (eds): Ambient Intelligence in Everyday Life. Lecture Notes in Computer Science 3864. Springer, Berlin, Heidelberg 2006, [https://doi.org/10.1007/11825890_14].
• [6] Fehr L, Langbein W. E., Skaar S. B.: Adequacy of power wheelchair control interfaces for persons with severe disabilities: a clinical survey. J Rehabil Res Dev. 37(3), 2000, 353-60 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10917267].
• [7] Ghorbel M., Pineau J., Gourdeau R. et al.: A Decision-Theoretic Approach for the Collaborative Control of a Smart Wheelchair. Int. J. of Soc. Robotics 10, 2018, 131–145 [https://doi.org/10.1007/s12369-017-0434-7].
• [8] Hartman A., Nandikolla V. K.: Human-Machine Interface for a Smart Wheelchair. Journal of Robotics 2019 [https://doi.org/10.1155/2019/4837058].
• [9] Joshi M. K., Gupta M. V., Gosavi M. M., Wagh M. S.: A multifunctional smart wheelchair. Int. J. Adv. Res. Electron. Commun. Eng. 4(5), 2015, 1281–1284.
• [10] Karmarkar A. M., Dicianno B. E., Graham J. E., Cooper R., Kelleher A., Cooper R. A.: Factors associated with provision of wheelchairs in older adults. Assistive Technology 24(3), 2012, 155–167.
• [11] Leaman J., La H. M.: A Comprehensive Review of Smart Wheelchairs: Past, Present, and Future. IEEE Transactions on Human-Machine Systems 47(4), 2017, 486–499 [http://doi.org/10.1109/THMS.2017.2706727].
• [12] Madokoro H., Shirai K., Sato K., Shimoi N.: Basic Design of Visual Saliency Based Autopilot System Used for Omnidirectional Mobile Electric Wheelchair. Computer Science and Information Technology 3(5), 2015, 171–186 [http://doi.org/10.13189/csit.2015.030503].
• [13] Mobilis Electric Wheelchair Autopilot [http://mobilis.io] (available: 16.08.2021).
• [14] Sanders D. et al.: Intelligent Control and HCI for a Powered Wheelchair Using a Simple Expert System and Ultrasonic Sensors. In: Arai K., Kapoor S., Bhatia R. (eds): Intelligent Systems and Applications. IntelliSys 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing 1252. Springer, Cham. [https://doi.org/10.1007/978-3-030-55190-2_42].
• [15] Sanders D., Okono O., Langner M., Hassan M., Khaustov S., Omoarebun P.: Using a Simple Expert System to Assist a Powered Wheelchair User. In: Bi Y., Bhatia R., Kapoor S. (eds): Intelligent Systems and Applications. IntelliSys 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing 1037. Springer, Cham. [https://doi.org/10.1007/978-3-030-29516-5_50].
• [16] Simpson R. C.: Smart wheelchairs: A literature review. Journal of Rehabilitation Research and Development 42(4), 2005, 423–436.
• [17] Simpson R. C., LoPresti E. F., Cooper R. A.: How many people would benefit from a smart wheelchair? Journal of Rehabilitation Research and Development 45(1), 2008, 53–72.
• [18] Simpson R., LoPresti E., Hayashi S., Nourbakhsh I.: The Smart Wheelchair Component System. Journal of Rehabilitation Research & Development 41(3B), 2004, 429–442 [https://www.rehab.research.va.gov/jour/04/41/3b/simpson.html]
• [19] Sonenblum S. E., Sprigle S., Harris F. H., Maurer C. L.: Characterization of Power Wheelchair Use in the Home and Community 2008 [https://smartech.gatech.edu/bitstream/handle/1853/36721/Sonenblum_etal_CharacterizationofPowerWCUse_ArchivesPhysMed&Rehab2008_SmartTechversion.pdf]
• [20] Sturnieks D. L., George R. St, Lord S. R.: Balance disorders in the elderly, Neurophysiologie Clinique/Clinical Neurophysiology 38(6), 2008, 467–478 [https://doi.org/10.1016/j.neucli.2008.09.001].
• [21] Viswanathan P. et al.: Smart Wheelchairs in Assessment and Training (SWAT): State of the Field 2018 [https://agewell-nce.ca/publications/position-papers].
• [22] Viswanathan P., Zambalde E. P., Foley G. et al.: Intelligent wheelchair control strategies for older adults with cognitive impairment: user attitudes, needs, and preferences. Autonomous Robots 41, 2017, 539–554 [https://doi.org/10.1007/s10514-016-9568-y].
• [23] White Paper on Aging Society 2012, Cabinet Office, Government of Japan, 2013.