Anwendung intelligenter Rollstühle – Erläuterungen zum Hauptthema
Die Aufgabe eines intelligenten Rollstuhls besteht darin, Nutzer sicher und komfortabel an ihr Ziel zu bringen und die vorgegebenen Aufgaben zu erledigen. Während der Fahrt muss der Rollstuhl nicht nur die Anweisungen des Nutzers entgegennehmen, sondern auch selbstständig Hindernisse vermeiden, navigieren und weitere Funktionen in Verbindung mit Umgebungsinformationen aktivieren. Anders als bei mobilen Robotern bilden Rollstuhl und Nutzer im Nutzungsfall ein kooperatives System.
Diskussion über die wichtigsten Anwendungstechnologien des Internets der Dinge im intelligenten medizinischen Bereich
Während der Fahrt muss der Rollstuhl nicht nur die Anweisungen des Nutzers entgegennehmen, sondern auch selbstständig Hindernisse vermeiden, navigieren und weitere Funktionen in Verbindung mit Umgebungsinformationen aktivieren. Anders als bei mobilen Robotern bilden Rollstuhl und Nutzer im Betrieb ein kooperatives System.
Dies erfordert, dass der menschliche Faktor bereits in der Entwicklungsphase berücksichtigt wird. Sicherheit, Komfort und einfache Bedienung sollten daher die wichtigsten Aspekte bei der Gestaltung intelligenter Rollstühle sein. Aufgrund der unterschiedlichen körperlichen Fähigkeiten der Nutzer muss der intelligente Rollstuhl als elektronisches System mit vielfältigen Funktionen konzipiert werden, das den Bedürfnissen verschiedener Stufen gerecht wird. Modularität ermöglicht die optimale Umsetzung der Multifunktionalität des Systems. Jeder Nutzer kann die passende Modulintegration entsprechend seiner Behinderung auswählen, und der Entwickler kann die Funktionalität des Rollstuhls durch Hinzufügen weiterer Module auf Basis der bestehenden Basis problemlos erweitern.
Die Gesamtfunktionalität eines intelligenten Rollstuhls lässt sich in folgende Teilfunktionen unterteilen: Umgebungserkennung und Navigation, Steuerung, Fahrfunktion und Mensch-Computer-Interaktion. Durch die Funktionsanalyse und Modulgliederung des intelligenten Rollstuhls, unter Berücksichtigung der spezifischen Forschungsinhalte und der angestrebten Steuerungsziele, besteht das System im Wesentlichen aus drei Komponenten: Sensormodul, Fahrersteuerungsmodul und Mensch-Computer-Interaktionsmodul.
Das Sensormodul besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: der Erfassung des internen Zustands und der Erfassung der externen Umgebung. Die Position und Ausrichtung des Rollstuhls werden durch einen Lagesensor bestimmt; die Selbstlokalisierung erfolgt über die Geschwindigkeits- und Wegmessung des Encoders; und die Entfernungsinformationen zur Umgebung und zu Hindernissen werden kontinuierlich mittels Bildverarbeitung, Ultraschall und Näherungsschalter erfasst.
Im Antriebssteuerungsmodul kommt der Hinterradantrieb zum Einsatz. Jedes Hinterrad ist mit einem Motor ausgestattet, der die Vorwärts-, Rückwärts- und Lenkbewegung des Elektrorollstuhls durch die Steuerung ermöglicht. Die Mensch-Computer-Schnittstelle (HMI) besteht aus zwei Modi: einem Bedienelement und einer Dateneingabeschnittstelle für einen PC, die die grundlegenden Funktionen der Mensch-Computer-Interaktion realisieren.
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