4 research outputs found

    An Orientation & Mobility Aid for People with Visual Impairments

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    Orientierung&Mobilität (O&M) umfasst eine Reihe von Techniken für Menschen mit Sehschädigungen, die ihnen helfen, sich im Alltag zurechtzufinden. Dennoch benötigen sie einen umfangreichen und sehr aufwendigen Einzelunterricht mit O&M Lehrern, um diese Techniken in ihre täglichen Abläufe zu integrieren. Während einige dieser Techniken assistive Technologien benutzen, wie zum Beispiel den Blinden-Langstock, Points of Interest Datenbanken oder ein Kompass gestütztes Orientierungssystem, existiert eine unscheinbare Kommunikationslücke zwischen verfügbaren Hilfsmitteln und Navigationssystemen. In den letzten Jahren sind mobile Rechensysteme, insbesondere Smartphones, allgegenwärtig geworden. Dies eröffnet modernen Techniken des maschinellen Sehens die Möglichkeit, den menschlichen Sehsinn bei Problemen im Alltag zu unterstützen, die durch ein nicht barrierefreies Design entstanden sind. Dennoch muss mit besonderer Sorgfalt vorgegangen werden, um dabei nicht mit den speziellen persönlichen Kompetenzen und antrainierten Verhaltensweisen zu kollidieren, oder schlimmstenfalls O&M Techniken sogar zu widersprechen. In dieser Dissertation identifizieren wir eine räumliche und systembedingte Lücke zwischen Orientierungshilfen und Navigationssystemen für Menschen mit Sehschädigung. Die räumliche Lücke existiert hauptsächlich, da assistive Orientierungshilfen, wie zum Beispiel der Blinden-Langstock, nur dabei helfen können, die Umgebung in einem limitierten Bereich wahrzunehmen, während Navigationsinformationen nur sehr weitläufig gehalten sind. Zusätzlich entsteht diese Lücke auch systembedingt zwischen diesen beiden Komponenten — der Blinden-Langstock kennt die Route nicht, während ein Navigationssystem nahegelegene Hindernisse oder O&M Techniken nicht weiter betrachtet. Daher schlagen wir verschiedene Ansätze zum Schließen dieser Lücke vor, um die Verbindung und Kommunikation zwischen Orientierungshilfen und Navigationsinformationen zu verbessern und betrachten das Problem dabei aus beiden Richtungen. Um nützliche relevante Informationen bereitzustellen, identifizieren wir zuerst die bedeutendsten Anforderungen an assistive Systeme und erstellen einige Schlüsselkonzepte, die wir bei unseren Algorithmen und Prototypen beachten. Existierende assistive Systeme zur Orientierung basieren hauptsächlich auf globalen Navigationssatellitensystemen. Wir versuchen, diese zu verbessern, indem wir einen auf Leitlinien basierenden Routing Algorithmus erstellen, der auf individuelle Bedürfnisse anpassbar ist und diese berücksichtigt. Generierte Routen sind zwar unmerklich länger, aber auch viel sicherer, gemäß den in Zusammenarbeit mit O&M Lehrern erstellten objektiven Kriterien. Außerdem verbessern wir die Verfügbarkeit von relevanten georeferenzierten Datenbanken, die für ein derartiges bedarfsgerechtes Routing benötigt werden. Zu diesem Zweck erstellen wir einen maschinellen Lernansatz, mit dem wir Zebrastreifen in Luftbildern erkennen, was auch über Ländergrenzen hinweg funktioniert, und verbessern dabei den Stand der Technik. Um den Nutzen von Mobilitätsassistenz durch maschinelles Sehen zu optimieren, erstellen wir O&M Techniken nachempfundene Ansätze, um die räumliche Wahrnehmung der unmittelbaren Umgebung zu erhöhen. Zuerst betrachten wir dazu die verfügbare Freifläche und informieren auch über mögliche Hindernisse. Weiterhin erstellen wir einen neuartigen Ansatz, um die verfügbaren Leitlinien zu erkennen und genau zu lokalisieren, und erzeugen virtuelle Leitlinien, welche Unterbrechungen überbrücken und bereits frühzeitig Informationen über die nächste Leitlinie bereitstellen. Abschließend verbessern wir die Zugänglichkeit von Fußgängerübergängen, insbesondere Zebrastreifen und Fußgängerampeln, mit einem Deep Learning Ansatz. Um zu analysieren, ob unsere erstellten Ansätze und Algorithmen einen tatsächlichen Mehrwert für Menschen mit Sehschädigung erzeugen, vollziehen wir ein kleines Wizard-of-Oz-Experiment zu unserem bedarfsgerechten Routing — mit einem sehr ermutigendem Ergebnis. Weiterhin führen wir eine umfangreichere Studie mit verschiedenen Komponenten und dem Fokus auf Fußgängerübergänge durch. Obwohl unsere statistischen Auswertungen nur eine geringfügige Verbesserung aufzeigen, beeinflußt durch technische Probleme mit dem ersten Prototypen und einer zu geringen Eingewöhnungszeit der Probanden an das System, bekommen wir viel versprechende Kommentare von fast allen Studienteilnehmern. Dies zeigt, daß wir bereits einen wichtigen ersten Schritt zum Schließen der identifizierten Lücke geleistet haben und Orientierung&Mobilität für Menschen mit Sehschädigung damit verbessern konnten

    Haptic Interaction with a Guide Robot in Zero Visibility

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    Search and rescue operations are often undertaken in dark and noisy environment in which rescue team must rely on haptic feedback for exploration and safe exit. However, little attention has been paid specifically to haptic sensitivity in such contexts or the possibility of enhancing communicational proficiency in the haptic mode as a life-preserving measure. The potential of root swarms for search and rescue has been shown by the Guardians project (EU, 2006-2010); however the project also showed the problem of human robot interaction in smoky (non-visibility) and noisy conditions. The REINS project (UK, 2011-2015) focused on human robot interaction in such conditions. This research is a body of work (done as a part of he REINS project) which investigates the haptic interaction of a person wit a guide robot in zero visibility. The thesis firstly reflects upon real world scenarios where people make use of the haptic sense to interact in zero visibility (such as interaction among firefighters and symbiotic relationship between visually impaired people and guide dogs). In addition, it reflects on the sensitivity and trainability of the haptic sense, to be used for the interaction. The thesis presents an analysis and evaluation of the design of a physical interface (Designed by the consortium of the REINS project) connecting the human and the robotic guide in poor visibility conditions. Finally, it lays a foundation for the design of test cases to evaluate human robot haptic interaction, taking into consideration the two aspects of the interaction, namely locomotion guidance and environmental exploration

    Exploration of the artificial eye process in children with Retinoblastoma: addressing the psychological impact and potential for technological advancement.

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    Background: Retinoblastoma (Rb) is the result of genes becoming mutated and can be hereditary (predominately unilateral and unifocal) or non-hereditary (predominately bilateral and multifocal). 70% of unilateral Rb requires enucleation and thus a lifetime supply of artificial eyes. Aim: To explore the artificial eye process in children with a diagnosis of Rb to address the psychological impact and potential technological improvements that can be made to the current process. Methods: A qualitative approach was used consisting of one study and three components. Firstly, a qualitative questionnaire of artificial eye prosthetists (AEP) perspective of the process. Secondly, an Interpretative Phenomenological Study (IPA) to understand the lived experience of the fitting process of artificial eyes in 13-16 year olds and parents of children with a diagnosis of Rb. Thirdly, a transfer of knowledge between the equipment and tools used in the assessment stage by AEP’s and maxillofacial prosthetists (MP). Findings: Component 1 highlighted the distress of the process experienced by the child patient and their parents as well as the role of parents and the AEP which can act as a barrier and facilitator to the process. Component 2 revealed a potential link between the way artificial eyes are fitted and the psychological wellbeing of the patient and their parents. Component 3 suggested that the tools and equipment used by MP’s have the potential to be utilised in the artificial eye process. Conclusion: This thesis demonstrates an original and significant contribution to knowledge in exploring the psychological impact of the artificial eye process in children with a diagnosis of Rb and the continual need to investigate the capabilities of technology for its potential incorporation into the process. The common theme running throughout this thesis was that of an intrinsic link between human and technological factors in creating an effective service. The findings contribute to both the Rb and ophthalmology literature: highlighting the needs and requirements for the progression of artificial eye services and the treatment and care of children with a diagnosis of Rb
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