Assistive Tongue Operated Mouse (ATOM) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Dit project begon in eerste instantie als een klassikale opdracht voor een inleidende cursus die ik als eerstejaars student ingenieur volgde. Na het voltooien van de cursus verzamelde ik een klein team bestaande uit mezelf en twee kunst-/ontwerpstudenten en we gingen door met de ontwikkeling van het apparaat om mee te doen aan de Student Design Competition die jaarlijks wordt gehouden door de Rehabilitation Engineering Society of North America.

Enkele maanden later kregen we te horen dat we finalisten waren en vlogen we naar Toronto om te presenteren aan de jury tijdens RehabWeek 2019. We hadden het geluk om de eerste plaats te winnen in de internationale ontwerpwedstrijd voor studenten, samen met een publieksprijs in de professionele ontwikkelaars' showcase, en een onderzoeksprijs van het Rehabilitation Engineering Research Center in Penn State.

*******************************************************************************

Deze Instructable is gemaakt als een inzending voor de Assistive Tech Contest! Als je het nuttig vond, stem dan alsjeblieft!

*******************************************************************************

Project achtergrond:

In de moderne tijd is het noodzakelijk om efficiënt met een computer te kunnen communiceren om veel alledaagse taken uit te voeren. Voor personen die geen handvaardigheid hebben, kan het gebruik van standaard computerrandapparatuur bijna onmogelijk blijken te zijn. Naarmate technologie meer geïntegreerd raakt in verschillende aspecten van onze samenleving, is het effectief kunnen gebruiken van internet niet langer alleen een kwestie van luxe of gemak, maar dichter bij een basisrecht als mens. Het ontwikkelen van technologie die individuen in staat stelt om toegang te krijgen tot internet maakt hen niet alleen onafhankelijker, maar kan ook helpen bij de vooruitgang van onze samenleving.

Met een overgrote meerderheid van moderne banen waarbij werknemers over elementaire computervaardigheden moeten beschikken, bestaat er een markt om ondersteunende technologie te produceren voor personen die niet in staat zijn om conventionele randapparatuur effectief te gebruiken. Verschillende huidige producten voldoen aan deze behoefte, maar zijn vaak duur, beperkend en hebben ongetwijfeld ruimte voor verbetering. Een van de oudste invoermechanismen die is ontwikkeld voor personen met quadriplegie, of ALS, is het "Sip-and-puff"-apparaat dat oorspronkelijk werd gebruikt om een typemachine te besturen door de gebruiker in staat te stellen te nippen of in een buisje te blazen.[1] Het werd in 1960 voor het eerst geprototypeerd door Reg Maling en was het begin van een lange reeks vergelijkbare apparaten, waarvan sommige nog steeds in gebruik zijn. Andere, eenvoudigere oplossingen omvatten passieve aanwijsapparaten die in de mond worden gehouden of op het hoofd worden gemonteerd en die kunnen worden gebruikt om tekens op een toetsenbord te typen, gewoonlijk een "mondstok" of een "hoofdaanwijzer" genoemd. Hoewel deze hulpmiddelen rudimentair zijn, blijven ze vanwege hun eenvoud en lage prijs enkele van de meest populaire hulpmiddelen. Maar zelfs met oefening kunnen deze tools niet de hoge productiviteitsniveaus bieden die in veel banen vereist zijn. [2] Moderne technologieën zoals blikinteractie en eye-tracking-software kunnen meer efficiëntie bieden als het gaat om het uitvoeren van taken op een pc, maar als gevolg daarvan wordt de prijs drastisch verhoogd. Dit vormt een nog groter probleem wanneer men bedenkt dat de levenslange kosten van levensonderhoud met een dergelijke aandoening gemakkelijk 1,35 miljoen dollar kunnen overschrijden. [3]

Al deze bestaande tools bieden hun gebruiker meer mogelijkheden, maar elk apparaat brengt verschillende negatieve bijwerkingen met zich mee. Voorbeelden van dergelijke effecten voor een knevel- en slok-en-puf-apparaat kunnen beperkende apparatuur zijn die rond het hoofd of de mond van de gebruiker is bevestigd en die nodig is om een vaste knevel te laten functioneren; het feit dat de houding van de gebruiker zich moet aanpassen aan het apparaat, wat vermoeidheid veroorzaakt bij langdurig gebruik; of het onvermogen om te praten terwijl het apparaat wordt bediend. Naast de kosten, vereist eye-trackingapparatuur veel kalibratie om effectief te kunnen worden gebruikt en het vermijden van onbewuste oogbewegingen vereist constante focus van de gebruiker. Dit project heeft tot doel een goedkopere oplossing te bieden die meer comfort biedt en een breder scala aan toepassingen voor de gebruiker kan ontsluiten.

Stap 1: Ontwerpoverzicht

"laden = "lui"

Het mechanische ontwerp voor de houder "standaard" is vrij eenvoudig. Het was de bedoeling dat dit prototype een tafelmodel zou zijn, maar er zouden enkele kleine aanpassingen gemaakt kunnen worden om het aan een rolstoel of een ander vast punt te bevestigen.

Het meest kritieke onderdeel is een kleine neodymiummagneet die is verzonken in de uitstekende lip, zodat de gebruiker op de houder kan bijten om deze uit de gedockte positie los te maken. Op deze manier kan de gebruiker het apparaat volledig zonder handen op- en afstappen. Een 1/4 roestvrijstalen plug is in de voorkant van de houder gelijmd, waarvan met vallen en opstaan werd vastgesteld dat deze de perfecte maat is om het apparaat op zijn plaats te houden, maar kan gemakkelijk met de mond worden verwijderd.

Een secundair kenmerk van de standaard is om de kabel te geleiden die de houder met de microcontroller verbindt. In onze ontwerpen is een rol of zelfs een kleine rechthoekige gleuf effectief genoeg om de kabel in te sluiten bij gebruik van het apparaat.

Stap 7: resultaat en betekenis

Na het testen van ons functionerende prototype werd vastgesteld dat de volgende projectdoelen zijn bereikt:

- Mogelijkheid voor fijne XY-controle van een cursor door gebruik van tong

- Mogelijkheid om met de rechtermuisknop en met de linkermuisknop te klikken door gebruik van kaakspieren

- Mogelijkheid om het apparaat te bevestigen en los te maken zonder gebruik van handen

- Mogelijkheid om het apparaat gemakkelijk te reinigen zonder elektronica te beschadigen

- Lage productiekosten

- Gebruik herbruikbare en hergebruikte materialen

- Verbetering van bestaande apparaten (bijvoorbeeld kosten, functionaliteit, gebruiksgemak, enz.)

Volgens een studie uitgevoerd in 2017 door de Capital One Financial Corp., vereist naar schatting 82% van de banen met middelbaar geschoolde werknemers digitale vaardigheden. [4] Dit cijfer stijgt van jaar tot jaar zonder dat het einde in zicht is. Met meer dan 250.000 mensen in de Verenigde Staten die elk jaar aan ruggenmergletsel lijden, bestaat er een altijd aanwezige behoefte aan verbeterde ondersteunende technologie die personen met motorische functiebeperkingen in staat kan stellen te concurreren op de moderne arbeidsmarkt. De kosten in het eerste jaar alleen al na verwondingen kunnen gemakkelijk meer dan $ 500.000 bedragen, dus het ontwikkelen van betaalbare ondersteunende technologie kan een aanzienlijke impact hebben op de getroffenen, evenals op hun familie en vrienden. Bovendien ondergaan personen met deze aandoening grote levensveranderingen, waarvan vele een aanzienlijke impact kunnen hebben op hun sociale omgeving. Door de getroffenen in staat te stellen op een efficiënte en goedkope manier met computers om te gaan, kunnen er meer mogelijkheden ontstaan om sociale relaties te reconstrueren en te onderhouden om beter aan hun eigen behoeften te voldoen. Wij geloven dat de ATOM individuen kan helpen om precies dat te doen door een kloof te overbruggen binnen de bestaande technologieën door een hoge efficiëntie te bieden in combinatie met een lage prijs.

Tweede prijs in de Assistive Tech-wedstrijd