Assistive Tongue Operated Mouse (ATOM) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Dieses Projekt begann ursprünglich als Klassenarbeit für einen Einführungskurs, den ich als Ingenieurstudent im ersten Jahr belegte. Nach Abschluss des Kurses stellte ich ein kleines Team, bestehend aus mir und zwei Kunst-/Designstudenten, zusammen und wir entwickelten das Gerät weiter, um es am jährlich von der Rehabilitation Engineering Society of North America veranstalteten Student Design Competition teilzunehmen.

Einige Monate später wurden wir als Finalisten gemeldet und flogen nach Toronto, um sie der Jury der RehabWeek 2019 vorzustellen. Schaufenster und einen Forschungspreis des Rehabilitation Engineering Research Center in Penn State.

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Dieses Instructable wurde als Eintrag für den Assistive Tech Contest erstellt! Wenn Sie es nützlich fanden, stimmen Sie bitte ab!

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Projekthintergrund:

In der modernen Zeit ist eine effiziente Schnittstelle zu einem Computer notwendig, um viele alltägliche Aufgaben zu erledigen. Für Personen, denen es an manueller Geschicklichkeit mangelt, kann sich die Aufgabe der Verwendung von Standard-Computerperipheriegeräten als fast unmöglich erweisen. Da die Technologie immer stärker in verschiedene Aspekte unserer Gesellschaft integriert wird, ist die effektive Nutzung des Internets nicht mehr nur eine Frage von Luxus oder Bequemlichkeit, sondern eher einem Grundrecht als Mensch. Die Entwicklung von Technologien, die es dem Einzelnen ermöglichen, auf das Internet zuzugreifen, macht ihn nicht nur unabhängiger, sondern kann auch zum Fortschritt unserer Gesellschaft beitragen.

Da die überwiegende Mehrheit der modernen Arbeitsplätze erfordert, dass Arbeiter über grundlegende Computerkenntnisse verfügen, existiert ein Markt für die Herstellung von Hilfstechnologien für Personen, die nicht in der Lage sind, konventionelle Peripheriegeräte effektiv zu nutzen. Mehrere aktuelle Produkte erfüllen diesen Bedarf, sind jedoch oft kostspielig, restriktiv und haben zweifellos Raum für Verbesserungen. Einer der ältesten Eingabemechanismen, der für Personen mit Tetraplegie oder ALS entwickelt wurde, ist das "Sip-and-Puff" -Gerät, das ursprünglich verwendet wurde, um eine Schreibmaschine zu steuern, indem es dem Benutzer ermöglicht wurde, in ein kleines Röhrchen zu nippen oder zu blasen.[1] Der erste Prototyp wurde 1960 von Reg Maling entwickelt und war der Beginn einer langen Reihe ähnlicher Geräte, von denen einige noch heute verwendet werden. Andere, einfachere Lösungen beinhalten passive Zeigegeräte, die im Mund gehalten oder am Kopf befestigt werden und zum Eingeben von Zeichen auf einer Tastatur verwendet werden können, die allgemein als „Mundstift“oder „Kopfzeiger“bezeichnet werden. Obwohl diese Werkzeuge rudimentär sind, gehören sie aufgrund ihrer Einfachheit und ihres niedrigen Preises zu den beliebtesten Hilfsmitteln. Doch selbst mit Übung können diese Werkzeuge nicht die hohe Produktivität bieten, die in vielen Jobs erforderlich ist. [2] Moderne Technologien wie Blickinteraktion und Eye-Tracking-Software können bei der Erledigung von Aufgaben auf einem PC eine höhere Effizienz bieten, jedoch wird der Preis dadurch drastisch erhöht. Dies stellt ein noch größeres Problem dar, wenn man bedenkt, dass die Lebenshaltungskosten mit einer solchen Erkrankung leicht 1,35 Millionen Dollar überschreiten können. [3]

Alle diese existierenden Tools bieten ihrem Benutzer mehr Möglichkeiten, aber jedes Gerät bringt seine verschiedenen negativen Nebenwirkungen mit sich. Beispiele für solche Effekte für einen Kipphebel und eine Schluck-und-Zug-Vorrichtung können einschränkende Geräte sein, die um den Kopf oder den Mund des Benutzers herum befestigt werden, die für die Funktion eines festen Kipphebels erforderlich sind; die Tatsache, dass die Körperhaltung des Benutzers dem Gerät entsprechen muss, was bei längerem Gebrauch zu Ermüdung führt; oder die Unfähigkeit zu sprechen, während das Gerät betrieben wird. Neben den Kosten erfordern Eye-Tracking-Geräte viel Kalibrierung, um effektiv eingesetzt zu werden, und die Vermeidung von unbewussten Augenbewegungen erfordert eine ständige Fokussierung des Benutzers. Dieses Projekt zielt darauf ab, eine kostengünstigere Lösung bereitzustellen, die mehr Komfort ermöglicht und dem Benutzer ein breiteres Anwendungsspektrum eröffnet.

Schritt 1: Designübersicht

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Der mechanische Aufbau für den Halter "Ständer" ist ziemlich einfach. Wir wollten, dass dieser Prototyp eine Tischversion ist, aber einige kleinere Anpassungen könnten vorgenommen werden, um ihn an einem Rollstuhl oder einem anderen festen Punkt zu befestigen.

Die kritischste Komponente ist ein kleiner Neodym-Magnet, der in die hervorstehende Lippe eingelassen ist, so dass der Benutzer auf den Halter beißen kann, um ihn aus der angedockten Position zu lösen. Auf diese Weise kann der Benutzer das Gerät ganz ohne den Einsatz von Händen montieren und demontieren. In die Vorderseite des Halters ist ein 1/4 -Edelstahlstopfen eingeklebt, der durch Versuch und Irrtum die perfekte Größe hat, um das Gerät an Ort und Stelle zu halten, aber leicht mit dem Mund entfernt werden kann.

Ein sekundäres Merkmal des Ständers besteht darin, das Halteseil zu führen, das den Halter mit dem Mikrocontroller verbindet. In unseren Ausführungen ist eine Rolle oder sogar ein kleiner rechteckiger Schlitz effektiv genug, um das Kabel bei der Verwendung des Geräts aufzunehmen.

Schritt 7: Ergebnis und Bedeutung

Nach dem Testen unseres funktionierenden Prototyps wurden folgende Projektziele als erfüllt festgestellt:

- Möglichkeit zur feinen XY-Steuerung eines Cursors durch Verwendung der Zunge

- Möglichkeit zum Klicken mit der rechten und linken Maustaste durch Verwendung der Kiefermuskeln

- Möglichkeit, das Gerät ohne Verwendung der Hände anzubringen und zu entfernen

- Möglichkeit, das Gerät leicht zu desinfizieren, ohne die Elektronik zu beschädigen

- Niedrige Produktionskosten

- Integrieren Sie wiederverwendbare und wiederverwendete Materialien

- Verbesserung bestehender Geräte (z. B. Kosten, Funktionalität, Benutzerfreundlichkeit usw.)

Laut einer Studie der Capital One Financial Corp. aus dem Jahr 2017 erfordern schätzungsweise 82 % der Arbeitsplätze mit mittleren Qualifikationen, dass Arbeitnehmer über digitale Fähigkeiten verfügen. [4] Diese Zahl steigt von Jahr zu Jahr, ohne dass ein Ende in Sicht ist. Da jedes Jahr mehr als 250.000 Menschen in den Vereinigten Staaten an Rückenmarksverletzungen leiden, besteht ein ständiger Bedarf an verbesserter assistierender Technologie, die Menschen mit motorischen Behinderungen befähigen kann, auf dem modernen Arbeitsmarkt zu konkurrieren. Allein die Kosten für das erste Jahr nach Verletzungen können leicht 500.000 US-Dollar übersteigen, sodass die Entwicklung erschwinglicher assistierender Technologien erhebliche Auswirkungen auf die Betroffenen sowie deren Familie und Freunde haben kann. Darüber hinaus unterliegen Personen mit dieser Erkrankung großen Veränderungen im Leben, von denen viele erhebliche Auswirkungen auf ihr soziales Umfeld haben können. Den Betroffenen eine effiziente und kostengünstige Schnittstelle zu Computern zu ermöglichen, kann mehr Möglichkeiten bieten, soziale Beziehungen zu rekonstruieren und zu pflegen, um ihren eigenen Bedürfnissen besser gerecht zu werden. Wir glauben, dass das ATOM dem Einzelnen dabei helfen kann, indem es eine Lücke innerhalb der bestehenden Technologien schließt, indem es eine hohe Effizienz gepaart mit einem niedrigen Preis bietet.

Zweiter Preis beim Assistive Tech Contest