Advanced Control of Electronic Wheelchairs to Enhance Mobility for Individuals with Cerebral Palsy

View/Open
Cita com:
hdl:2117/419850
Document typeBachelor thesis
Date2024-07-08
Rights accessOpen Access
All rights reserved. This work is protected by the corresponding intellectual and industrial
property rights. Without prejudice to any existing legal exemptions, reproduction, distribution, public
communication or transformation of this work are prohibited without permission of the copyright holder
Abstract
Cerebral Palsy (CP) is a neurological condition that can affect muscle movement, coordination, stability, vision, voice and hearing in individuals. People with disabilities face daily challenges, one of the most significant being their independent mobility. There are currently several models of electric wheelchairs on the market that can be operated by people using a single adaptive control. However, these often come with a high economic cost. The model of electric wheelchair created uses different types of adaptive controls, such as sight control, angular movement control, and voice control. Being a multi-parametric chair, it adapts to the individual needs and capabilities of users, as the symptoms of Cerebral Palsy can vary widely, making a single control method insufficient. The wheelchair is controlled by the Grid3 software, compatible with most operating systems and commonly used for people with disabilities. Through an intuitive user interface, it allows users to select the adaptive control they wish to use, as well as the speed at which they wish to move. In addition, the chair incorporates an obstacle detection system that uses ultrasound sensors and depth cameras to avoid collisions and thus reduce the risk when moving. This project has developed various adaptive and obstacle detection controls that can be cost-effectively integrated into any model of electric wheelchair. Thus letting the project become a platform that allows for future changes or improvements. This will expand the number of people with various disabilities who can benefit from advanced mobility technologies, without facing the economic barriers that often limit their access to these solutions. Adaptive controls were successfully implemented, significantly improving users? mobility and autonomy. However, the obstacle detection system is left open to future improvements to achieve fully automatic control, which would further increase the safety and efficiency of the wheelchair. La Paràlisi Cerebral (PC) és una condició neurològica, que pot afectar tant el moviment muscular, com a la coordinació, estabilitat, visió, veu, i audició de les persones que la pateixen. Les persones amb discapacitat s'enfronten a desafiaments diaris, entre els quals destaca la seva mobilitat independent. En el mercat existeixen actualment diversos models de cadires de rodes elèctriques que poden ser dirigides per persones utilitzant un únic control adaptatiu, tanmateix, tenen un elevat cost econòmic. El model de cadira de rodes elèctrica dissenyat utilitza diferents tipus de controls adaptatius, com el control per vista, per moviment angular i per veu. A més, al tractar-se d'una cadira multiparamètrica, s'adapta a les necessitats i capacitats individuals dels usuaris, ja que els símptomes de la Paràlisi Cerebral poden variar, fent que un únic control sigui insuficient. El control de la cadira de rodes es realitza mitjançant el programari Grid3, compatible amb la majoria dels sistemes operatius i utilitzat comunament per a persones amb discapacitat. A través d'una interfície d'usuari intuïtiva, permet als usuaris seleccionar el control adaptatiu que desitgin utilitzar, així com la velocitat amb la qual desitgen moure's. A més, la cadira incorpora un sistema de detecció d'obstacles que utilitza sensors d'ultrasò i cámeres de profunditat per a evitar col·lisions i reduir així el risc en els desplaçaments. En aquest projecte s'han desenvolupat diversos controls adaptatius i de detecció d'obstacles que es puguin integrar de manera econòmica en qualsevol model de cadira de rodes elèctrica. Convertint així el projecte en una plataforma que permet canvis o millores futures. Això permetrà ampliar el nombre de persones amb diverses discapacitats que puguin beneficiar-se de tecnologies avançades de mobilitat, sobreposant-se a les barreres econòmiques que sovint limiten el seu accés a aquestes solucions. Els controls adaptatius s'han implementat amb èxit, millorant significativament la mobilitat i l'autonomia dels usuaris. No obstant això, la detecció d'obstacles es deixa oberta a futures millores per a aconseguir un control completament automàtic, cosa que augmentaria la seguretat i l'eficiència de la cadira de rodes. La Parálisis Cerebral (PC) es una condición neurológica, que puede afectar tanto al movimiento muscular, como a la coordinación, estabilidad, visión, voz y audición de las personas que la padecen. Las personas con discapacidad se enfrentan a desafíos diarios, entre los que destaca su movilidad independiente. En el mercado existen actualmente diversos modelos de sillas de ruedas eléctricas que pueden ser manejadas por personas utilizando un único control adaptativo y, además, tienen un elevado coste económico. El modelo de silla de ruedas eléctrica creado utiliza diferentes tipos de controles adaptativos, como el control por vista, por movimiento angular y por voz. Además, al ser una silla multiparamétrica, se adapta a las necesidades y capacidades individuales de los usuarios, ya que los síntomas de la Parálisis Cerebral pueden variar, haciendo que un único control sea insuficiente. El control de la silla de ruedas se realiza mediante el software Grid3, compatible con la mayoría los sistemas operativos y utilizados comúnmente para personas con discapacidad. A través de una interfaz de usuario intuitiva, permite a los usuarios seleccionar el control adaptativo que deseen utilizar, así como la velocidad con la que desean moverse. Además, la silla incorpora un sistema de detección de obstáculos que utiliza sensores de ultrasonido y cámaras de profundidad para evitar colisiones y reducir así el riesgo en los desplazamientos. En este proyecto se han desarrollado diversos controles adaptativos y de detección de obstáculos que se puedan integrar de forma económica en cualquier modelo de silla de ruedas eléctrica. Convirtiendo así el proyecto en una plataforma que permite cambios o mejoras futuras. Esto permitirá ampliar el número de personas con diversas discapacidades que puedan beneficiarse de tecnologías avanzadas de movilidad, sin enfrentarse a las barreras económicas que a menudo limitan su acceso a estas soluciones. Los controles adaptativos fueron implementados con éxito, mejorando significativamente la movilidad y la autonomía de los usuarios. No obstante, la detección de obstáculos se deja abierta a mejoras futuras para lograr un control completamente automático, lo cual aumentaría más la seguridad y la eficiencia de la silla de ruedas.
SubjectsMedical electronics, Electric wheelchairs, Adaptive control systems, Electrònica mèdica, Cadires de rodes elèctriques, Sistemes adaptatius
DegreeGRAU EN ENGINYERIA FÍSICA (Pla 2011)
Files | Description | Size | Format | View |
---|---|---|---|---|
TFG_Lara_Cuevas_Blanco.pdf | 7,522Mb | View/Open |