Publicación: Sistema mecatrónico para la orientación espacial, en entornos cerrados, de personas en situación de discapacidad visual
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Resumen en español
RESUMEN: Colombia fue catalogado en el año 2020 por la Organización Mundial de la Salud, como el segundo país en Latinoamérica con mayor número de personas en situación de discapacidad visual, donde alrededor de 267.000 habitantes se encuentran es esta condición y tienen dificultad para distinguir objetos o personas a pesar de usar lentes o gafas. Asociado a esto, todos ellos cuentan con grandes dificultades de movilidad que les limita el desplazamiento independiente. Sin embargo, las soluciones a este problema se restringen al uso del perro guía o el bastón tradicional. Por esta razón, en este trabajo se plantea, evalúa y diseña un sistema a partir del uso de herramientas electrónicas, mecánicas y de programación, que integradas brindan un amplio conocimiento del entorno y más precisamente de los obstáculos que lo circundan buscando presentar una solución al problema de navegación en espacios cerrados. Para esto, se desarrolló en primer lugar un diseño de concepto con el fin de identificar los requerimientos de usuario que debe cumplir el dispositivo. Posteriormente se hizo la evaluación y selección de conceptos, con los que se llevó a un diseño de configuración y paramétrico. Para finalmente llegar al diseño detallado, en el que se desarrolla un bastón de longitud modular, equipado con cinco sensores de proximidad, con los que logra cubrir gran parte del espacio que se encuentra en frente del usuario, cubriendo una altura de 0 a 1 metro. Además, cuenta con un sistema que alerta al usuario en caso de detectar un obstáculo entre los 0 y 50 cm, y lo hace por medio de dos modos de vibración, generados por dos pequeños motores ubicados en el mango del bastón y que se encuentran en contacto con la yema de los dedos del usuario. Se realizaron pruebas experimentales en entornos cerrados para evaluar el funcionamiento del dispositivo, para lo cual se hizo un montaje de un ambiente con obstáculos ubicados de manera aleatoria encontrando un comportamiento satisfactorio en términos de precisión de la medida de la distancia sensor-obstáculo y en cuanto a la respuesta del sistema de alerta descrito anteriormente. Como futuros alcances del proyecto está llevar el dispositivo hasta el nivel de brindar una solución también en cuanto a navegación independiente en espacios abiertos, por medio de la inclusión de la inteligencia artificial, el uso de nano cámara y el procesamiento de imágenes. Ya que esto abriría la posibilidad de la detección de puertas y desniveles, aparte de todos los elementos en los que se pueda entrenar al modelo.
Resumen en inglés
ABSTRACT: Colombia was listed in 2020 by the World Health Organization as the second country in Latin America with the highest number of people with a situation of visual impairment, where around 267.000 inhabitants are in this condition and have difficulty distinguishing objects or people from despite wearing glasses. Associated with this, all of them have great mobility difficulties that limit their independent movement. However, the solutions to this problem are restricted to the use of the guide dog or the traditional cane. For this reason, in this work a system is proposed, evaluated, and designed based on the use of electronic, mechanical, and programming tools, which integrated provide a broad knowledge of the environment and more precisely of the obstacles that surround it, seeking to present a solution to the navigation problem in closed spaces. For this, a concept design was first developed to identify the user requirements that the device must meet. Subsequently, the evaluation and selection of concepts was made, with which a configuration and parametric design was carried out. To finally arrive at the detailed design, in which a modular-length pole is developed, equipped with five proximity sensors, with which it manages to cover a large part of the space in front of the user, covering a height of 0 to 1 meter. In addition, it has a system that alerts the user in the event of detecting an obstacle between 0 and 50 cm, and it does so by means of two vibration modes, generated by two small motors located in the handle of the cane and found in contact with the user's fingertip. Experimental tests were carried out in closed environments to evaluate the operation of the device, for which an environment with obstacles located in a random way was assembled, finding satisfactory behavior in terms of precision of the measurement of the sensor-obstacle distance and in terms of to the response of the alert system described above. The future scope of the project is to bring the device to the level of providing a solution also in terms of independent navigation in open spaces, through the inclusion of artificial intelligence, the use of nano cameras and image processing. Since this would open the possibility of detecting doors and unevenness, apart from all the elements in which the model can be trained.