Cadeira de Rodas Inteligente Melhora a Mobilidade com Controle Compartilhado Impulsionado por IA

Uma nova cadeira de rodas inteligente, a CoNav Chair, descrita em um artigo na plataforma de pré-publicação arXiv, apresenta um sistema de controle compartilhado que combina navegação autônoma com entrada do usuário para melhorar a mobilidade, confiança e eficiência para pessoas com deficiência (PCD).

Pesquisadores projetaram a cadeira de rodas baseada no Sistema Operacional de Robôs (ROS) para preencher a lacuna entre os sistemas de controle totalmente autônomos e manuais, que muitas vezes levam a ineficiências e reduzem a confiança do usuário. Eles

Ao contrário das cadeiras de rodas motorizadas tradicionais (PWC), que podem ser difíceis de operar, ou das cadeiras de rodas autônomas que limitam o controle do usuário, a CoNav Chair permite aos usuários substituir o sistema de navegação quando necessário.

Esta abordagem híbrida garante um movimento mais suave ao mesmo tempo em que evita paradas abruptas ou escolhas de trajeto ineficientes. A equipe de pesquisa testou o sistema em ambientes internos reais, demonstrando suas vantagens sobre os modos totalmente manuais e autônomos.

A cadeira de rodas integra sensores LiDAR, uma câmera, uma unidade de medição inercial (IMU) e codificadores, permitindo que ela mapeie seu entorno e navegue por obstáculos de forma eficiente. O algoritmo de controle compartilhado permite que os usuários guiem a cadeira de rodas enquanto contam com seus recursos automatizados para uma navegação mais suave e segura.

O software é construído em uma estrutura de Localização e Mapeamento Simultâneos (SLAM) baseada em ROS, que permite à cadeira de rodas construir um mapa 2D detalhado de ambientes internos. O sistema equilibra a entrada do usuário com a navegação orientada por IA, aumentando tanto a eficiência quanto a segurança.

Resultados experimentais demonstraram que a Cadeira CoNav melhora significativamente a eficiência da navegação em comparação com sistemas manuais e totalmente autônomos. Ela alcança tempos de conclusão mais curtos e segue rotas mais diretas do que a operação manual, permitindo que os usuários cheguem aos seus destinos mais rapidamente.

O sistema de controle compartilhado possibilita trajetórias mais suaves, reduzindo curvas abruptas e melhorando o conforto geral. Além disso, a cadeira de rodas apresenta taxas de sucesso mais altas e menos colisões, tornando-a uma opção mais confiável para navegar em ambientes complexos.

O controle manual frequentemente levava a mais colisões devido a erros de cálculo do usuário, enquanto os sistemas autônomos às vezes tinham dificuldades com curvas acentuadas ou obstáculos. A cadeira CoNav combina efetivamente as vantagens de ambas as abordagens, permitindo a intervenção do usuário quando necessário, enquanto explora a automação em cenários mais simples.

A cadeira CoNav representa um passo significativo na melhoria das soluções de mobilidade para pessoas com deficiência (PWD), oferecendo um equilíbrio entre autonomia e controle do usuário. Ao aumentar a confiança e a eficiência da navegação, essa cadeira de rodas inteligente tem o potencial de aumentar a independência e a integração social para indivíduos que dependem de assistência à mobilidade.