Practice of law in the provisioning of accessibility facilities for person with disabilities in Malaysia

Malaysia’s significant changes can be seen clearly through the improvement of social welfare of the disabled and people with disabilities. Although the governments has carried out various policies and provide facilities as well as provision for the disabled but there are still many obstacles encountered by people with disabilities, especially the legal and the accessibility of facilities and services. Therefore, this paper attempts to discuss the practice of law relating of legal procedure particularly for disabled users which affects the movement of these people from one destination to another. This paper discusses the practice of law adopted in the preparation of facilities for disabled people to help them make movement independently. The study was conducted by secondary data to the Malaysia legal and policies for disabled person by comparing with United Kingdom (UK). Malaysia has come out with a strong legal framework for disabled person through People with Disabilities Act 2008 (Act 685). There are several areas in the act that still can be improved to support disabled person

Objekt-Manipulation und Steuerung der Greifkraft durch Verwendung von Taktilen Sensoren

This dissertation describes a new type of tactile sensor and an improved version of the dynamic tactile sensing approach that can provide a regularly updated and accurate estimate of minimum applied forces for use in the control of gripper manipulation. The pre-slip sensing algorithm is proposed and implemented into two-finger robot gripper. An algorithm that can discriminate between types of contact surface and recognize objects at the contact stage is also proposed. A technique for recognizing objects using tactile sensor arrays, and a method based on the quadric surface parameter for classifying grasped objects is described. Tactile arrays can recognize surface types on contact, making it possible for a tactile system to recognize translation, rotation, and scaling of an object independently.Diese Dissertation beschreibt eine neue Art von taktilen Sensoren und einen verbesserten Ansatz zur dynamischen Erfassung von taktilen daten, der in regelmäßigen Zeitabständen eine genaue Bewertung der minimalen Greifkraft liefert, die zur Steuerung des Greifers nötig ist. Ein Berechnungsverfahren zur Voraussage des Schlupfs, das in einen Zwei-Finger-Greifarm eines Roboters eingebaut wurde, wird vorgestellt. Auch ein Algorithmus zur Unterscheidung von verschiedenen Oberflächenarten und zur Erkennung von Objektformen bei der Berührung wird vorgestellt. Ein Verfahren zur Objekterkennung mit Hilfe einer Matrix aus taktilen Sensoren und eine Methode zur Klassifikation ergriffener Objekte, basierend auf den Daten einer rechteckigen Oberfläche, werden beschrieben. Mit Hilfe dieser Matrix können unter schiedliche Arten von Oberflächen bei Berührung erkannt werden, was es für das Tastsystem möglich macht, Verschiebung, Drehung und Größe eines Objektes unabhängig voneinander zu erkennen

Exploitation of environmental constraints in human and robotic grasping

Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.We investigate the premise that robust grasping performance is enabled by exploiting constraints present in the environment. These constraints, leveraged through motion in contact, counteract uncertainty in state variables relevant to grasp success. Given this premise, grasping becomes a process of successive exploitation of environmental constraints, until a successful grasp has been established. We present support for this view found through the analysis of human grasp behavior and by showing robust robotic grasping based on constraint-exploiting grasp strategies. Furthermore, we show that it is possible to design robotic hands with inherent capabilities for the exploitation of environmental constraints

Exploitation of environmental constraints in human and robotic grasping

Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.We investigate the premise that robust grasping performance is enabled by exploiting constraints present in the environment. These constraints, leveraged through motion in contact, counteract uncertainty in state variables relevant to grasp success. Given this premise, grasping becomes a process of successive exploitation of environmental constraints, until a successful grasp has been established. We present support for this view found through the analysis of human grasp behavior and by showing robust robotic grasping based on constraint-exploiting grasp strategies. Furthermore, we show that it is possible to design robotic hands with inherent capabilities for the exploitation of environmental constraints

Grasp-sensitive surfaces

Grasping objects with our hands allows us to skillfully move and manipulate them. Hand-held tools further extend our capabilities by adapting precision, power, and shape of our hands to the task at hand. Some of these tools, such as mobile phones or computer mice, already incorporate information processing capabilities. Many other tools may be augmented with small, energy-efficient digital sensors and processors. This allows for graspable objects to learn about the user grasping them - and supporting the user's goals. For example, the way we grasp a mobile phone might indicate whether we want to take a photo or call a friend with it - and thus serve as a shortcut to that action. A power drill might sense whether the user is grasping it firmly enough and refuse to turn on if this is not the case. And a computer mouse could distinguish between intentional and unintentional movement and ignore the latter. This dissertation gives an overview of grasp sensing for human-computer interaction, focusing on technologies for building grasp-sensitive surfaces and challenges in designing grasp-sensitive user interfaces. It comprises three major contributions: a comprehensive review of existing research on human grasping and grasp sensing, a detailed description of three novel prototyping tools for grasp-sensitive surfaces, and a framework for analyzing and designing grasp interaction: For nearly a century, scientists have analyzed human grasping. My literature review gives an overview of definitions, classifications, and models of human grasping. A small number of studies have investigated grasping in everyday situations. They found a much greater diversity of grasps than described by existing taxonomies. This diversity makes it difficult to directly associate certain grasps with users' goals. In order to structure related work and own research, I formalize a generic workflow for grasp sensing. It comprises *capturing* of sensor values, *identifying* the associated grasp, and *interpreting* the meaning of the grasp. A comprehensive overview of related work shows that implementation of grasp-sensitive surfaces is still hard, researchers often are not aware of related work from other disciplines, and intuitive grasp interaction has not yet received much attention. In order to address the first issue, I developed three novel sensor technologies designed for grasp-sensitive surfaces. These mitigate one or more limitations of traditional sensing techniques: **HandSense** uses four strategically positioned capacitive sensors for detecting and classifying grasp patterns on mobile phones. The use of custom-built high-resolution sensors allows detecting proximity and avoids the need to cover the whole device surface with sensors. User tests showed a recognition rate of 81%, comparable to that of a system with 72 binary sensors. **FlyEye** uses optical fiber bundles connected to a camera for detecting touch and proximity on arbitrarily shaped surfaces. It allows rapid prototyping of touch- and grasp-sensitive objects and requires only very limited electronics knowledge. For FlyEye I developed a *relative calibration* algorithm that allows determining the locations of groups of sensors whose arrangement is not known. **TDRtouch** extends Time Domain Reflectometry (TDR), a technique traditionally used for inspecting cable faults, for touch and grasp sensing. TDRtouch is able to locate touches along a wire, allowing designers to rapidly prototype and implement modular, extremely thin, and flexible grasp-sensitive surfaces. I summarize how these technologies cater to different requirements and significantly expand the design space for grasp-sensitive objects. Furthermore, I discuss challenges for making sense of raw grasp information and categorize interactions. Traditional application scenarios for grasp sensing use only the grasp sensor's data, and only for mode-switching. I argue that data from grasp sensors is part of the general usage context and should be only used in combination with other context information. For analyzing and discussing the possible meanings of grasp types, I created the GRASP model. It describes five categories of influencing factors that determine how we grasp an object: *Goal* -- what we want to do with the object, *Relationship* -- what we know and feel about the object we want to grasp, *Anatomy* -- hand shape and learned movement patterns, *Setting* -- surrounding and environmental conditions, and *Properties* -- texture, shape, weight, and other intrinsics of the object I conclude the dissertation with a discussion of upcoming challenges in grasp sensing and grasp interaction, and provide suggestions for implementing robust and usable grasp interaction.Die Fähigkeit, Gegenstände mit unseren Händen zu greifen, erlaubt uns, diese vielfältig zu manipulieren. Werkzeuge erweitern unsere Fähigkeiten noch, indem sie Genauigkeit, Kraft und Form unserer Hände an die Aufgabe anpassen. Digitale Werkzeuge, beispielsweise Mobiltelefone oder Computermäuse, erlauben uns auch, die Fähigkeiten unseres Gehirns und unserer Sinnesorgane zu erweitern. Diese Geräte verfügen bereits über Sensoren und Recheneinheiten. Aber auch viele andere Werkzeuge und Objekte lassen sich mit winzigen, effizienten Sensoren und Recheneinheiten erweitern. Dies erlaubt greifbaren Objekten, mehr über den Benutzer zu erfahren, der sie greift - und ermöglicht es, ihn bei der Erreichung seines Ziels zu unterstützen. Zum Beispiel könnte die Art und Weise, in der wir ein Mobiltelefon halten, verraten, ob wir ein Foto aufnehmen oder einen Freund anrufen wollen - und damit als Shortcut für diese Aktionen dienen. Eine Bohrmaschine könnte erkennen, ob der Benutzer sie auch wirklich sicher hält und den Dienst verweigern, falls dem nicht so ist. Und eine Computermaus könnte zwischen absichtlichen und unabsichtlichen Mausbewegungen unterscheiden und letztere ignorieren. Diese Dissertation gibt einen Überblick über Grifferkennung (*grasp sensing*) für die Mensch-Maschine-Interaktion, mit einem Fokus auf Technologien zur Implementierung griffempfindlicher Oberflächen und auf Herausforderungen beim Design griffempfindlicher Benutzerschnittstellen. Sie umfasst drei primäre Beiträge zum wissenschaftlichen Forschungsstand: einen umfassenden Überblick über die bisherige Forschung zu menschlichem Greifen und Grifferkennung, eine detaillierte Beschreibung dreier neuer Prototyping-Werkzeuge für griffempfindliche Oberflächen und ein Framework für Analyse und Design von griff-basierter Interaktion (*grasp interaction*). Seit nahezu einem Jahrhundert erforschen Wissenschaftler menschliches Greifen. Mein Überblick über den Forschungsstand beschreibt Definitionen, Klassifikationen und Modelle menschlichen Greifens. In einigen wenigen Studien wurde bisher Greifen in alltäglichen Situationen untersucht. Diese fanden eine deutlich größere Diversität in den Griffmuster als in existierenden Taxonomien beschreibbar. Diese Diversität erschwert es, bestimmten Griffmustern eine Absicht des Benutzers zuzuordnen. Um verwandte Arbeiten und eigene Forschungsergebnisse zu strukturieren, formalisiere ich einen allgemeinen Ablauf der Grifferkennung. Dieser besteht aus dem *Erfassen* von Sensorwerten, der *Identifizierung* der damit verknüpften Griffe und der *Interpretation* der Bedeutung des Griffes. In einem umfassenden Überblick über verwandte Arbeiten zeige ich, dass die Implementierung von griffempfindlichen Oberflächen immer noch ein herausforderndes Problem ist, dass Forscher regelmäßig keine Ahnung von verwandten Arbeiten in benachbarten Forschungsfeldern haben, und dass intuitive Griffinteraktion bislang wenig Aufmerksamkeit erhalten hat. Um das erstgenannte Problem zu lösen, habe ich drei neuartige Sensortechniken für griffempfindliche Oberflächen entwickelt. Diese mindern jeweils eine oder mehrere Schwächen traditioneller Sensortechniken: **HandSense** verwendet vier strategisch positionierte kapazitive Sensoren um Griffmuster zu erkennen. Durch die Verwendung von selbst entwickelten, hochauflösenden Sensoren ist es möglich, schon die Annäherung an das Objekt zu erkennen. Außerdem muss nicht die komplette Oberfläche des Objekts mit Sensoren bedeckt werden. Benutzertests ergaben eine Erkennungsrate, die vergleichbar mit einem System mit 72 binären Sensoren ist. **FlyEye** verwendet Lichtwellenleiterbündel, die an eine Kamera angeschlossen werden, um Annäherung und Berührung auf beliebig geformten Oberflächen zu erkennen. Es ermöglicht auch Designern mit begrenzter Elektronikerfahrung das Rapid Prototyping von berührungs- und griffempfindlichen Objekten. Für FlyEye entwickelte ich einen *relative-calibration*-Algorithmus, der verwendet werden kann um Gruppen von Sensoren, deren Anordnung unbekannt ist, semi-automatisch anzuordnen. **TDRtouch** erweitert Time Domain Reflectometry (TDR), eine Technik die üblicherweise zur Analyse von Kabelbeschädigungen eingesetzt wird. TDRtouch erlaubt es, Berührungen entlang eines Drahtes zu lokalisieren. Dies ermöglicht es, schnell modulare, extrem dünne und flexible griffempfindliche Oberflächen zu entwickeln. Ich beschreibe, wie diese Techniken verschiedene Anforderungen erfüllen und den *design space* für griffempfindliche Objekte deutlich erweitern. Desweiteren bespreche ich die Herausforderungen beim Verstehen von Griffinformationen und stelle eine Einteilung von Interaktionsmöglichkeiten vor. Bisherige Anwendungsbeispiele für die Grifferkennung nutzen nur Daten der Griffsensoren und beschränken sich auf Moduswechsel. Ich argumentiere, dass diese Sensordaten Teil des allgemeinen Benutzungskontexts sind und nur in Kombination mit anderer Kontextinformation verwendet werden sollten. Um die möglichen Bedeutungen von Griffarten analysieren und diskutieren zu können, entwickelte ich das GRASP-Modell. Dieses beschreibt fünf Kategorien von Einflussfaktoren, die bestimmen wie wir ein Objekt greifen: *Goal* -- das Ziel, das wir mit dem Griff erreichen wollen, *Relationship* -- das Verhältnis zum Objekt, *Anatomy* -- Handform und Bewegungsmuster, *Setting* -- Umgebungsfaktoren und *Properties* -- Eigenschaften des Objekts, wie Oberflächenbeschaffenheit, Form oder Gewicht. Ich schließe mit einer Besprechung neuer Herausforderungen bei der Grifferkennung und Griffinteraktion und mache Vorschläge zur Entwicklung von zuverlässiger und benutzbarer Griffinteraktion

Robotic Manipulation of Environmentally Constrained Objects Using Underactuated Hands

Robotics for agriculture represents the ultimate application of one of our society\u27s latest and most advanced innovations to its most ancient and vital industry. Over the course of history, mechanization and automation have increased crop output several orders of magnitude, enabling a geometric growth in population and an increase in quality of life across the globe. As a challenging step, manipulating objects in harvesting automation is still under investigation in literature. Harvesting or the process of gathering ripe crops can be described as breaking environmentally constrained objects into two or more pieces at the desired locations. In this thesis, the problem of purposefully failing (breaking) or yielding objects by a robotic gripper is investigated. A failure task is first formulated using mechanical failure theories. Next, a grasp quality measure is presented to characterize a suitable grasp configuration and systematically control the failure behavior of the object. This approach combines the failure task and the capability of the gripper for wrench insertion. The friction between the object and the gripper is used to formulate the capability of the gripper for wrench insertion. A new method inspired by the human pre-manipulation process is introduced to utilize the gripper itself as the measurement tool and obtain a friction model. The developed friction model is capable of capturing the anisotropic behavior of materials which is the case for most fruits and vegetables.The limited operating space for harvesting process, the vulnerability of agricultural products and clusters of crops demand strict conditions for the manipulation process. This thesis presents a new sensorized underactuated self-adaptive finger to address the stringent conditions in the agricultural environment. This design incorporates link-driven underactuated mechanism with an embedded load cell for contact force measurement and a trimmer potentiometer for acquiring joint variables. The integration of these sensors results in tactile-like sensations in the finger without compromising the size and complexity of the proposed design. To obtain an optimum finger design, the placement of the load cell is analyzed using Finite Element Method (FEM). The design of the finger features a particular round shape of the distal phalanx and specific size ratio between the phalanxes to enable both precision and power grasps. A quantitative evaluation of the grasp efficiency by constructing a grasp wrench space is also provided. The effectiveness of the proposed designs and theories are verified through real-time experiments. For conducting the experiments in real-time, a software/hardware platform capable of dataset management is crucial. In this thesis, a new comprehensive software interface for integration of industrial robots with peripheral tools and sensors is designed and developed. This software provides a real-time low-level access to the manipulator controller. Furthermore, Data Acquisition boards are integrated into the software which enables Rapid Prototyping methods. Additionally, Hardware-in-the-loop techniques can be implemented by adding the complexity of the plant under control to the test platform. The software is a collection of features developed and distributed under GPL V3.0