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Tecnologie di supporto

Dai LEGO alla sedia a rotelle controllata dal movimento dell’occhio: piccoli che fanno cose da grandi

Scritto da Gaetano Moceri
Due giovanissimi e brillanti inventori hanno dato inizio ad un progetto Open Source ispirato dal grande Stephen Hawking: un’innovativa sedia a rotelle controllata dal solo movimento dell’occhio e dei muscoli facciali, realizzata con l’utilizzo della stampa 3D e del riciclo di materiali di scarto, dunque ad un costo davvero irrisorio rispetto ai modelli già presenti sul mercato.

Elementi di ispirazione

Myrijam StoetzerPaul Foltin sono i due giovanissimi inventori di Duisburg (Germania) che, ispirati dal desiderio di aiutare le persone costrette sulla sedia a rotelle ad acquisire maggiore autonomia e libertà di movimento, si sono resi protagonisti di questo bellissimo progetto.

L’ispirazione è nata da Eyewriter Project: un sistema di video scrittura creato appositamente per un famoso writer di Los Angeles, conosciuto come Tempt1, al quale, nel 2003 venne diagnosticata la SLA (sclerosi laterale amiotrofica) che lo costrinse su un letto d’ospedale nella completa immobilità di tutto il corpo, eccezion fatta per gli occhi. Questo sistema gli permise (e gli permette tutt’ora) di continuare ad esprimere la sua arte disegnando con gli occhi“, cioè semplicemente posando lo sguardo su di una speciale tavoletta che traccia delle linee seguendo il movimento dei suoi occhi.

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Com’è nato il progetto

Tutto è cominciato quando, durante le feste natalizie del 2013, Myrijam ricevette il celebre “Lego Mindstorm” che le consentì di avvicinarsi al mondo della progettazione hardware e della programmazione.

Grazie a dei progetti scolastici, Myrijam e Paul, entrambi appassionati di elettronica, si sono incontrati ed hanno iniziato a collaborare per realizzare un progetto che li avrebbe portati alla vittoria del primo premio di una competizione locale di invenzioni scientifiche. Si trattava di una piattaforma Lego Mindstorm che si muoveva grazie alla registrazione del movimento degli occhi da parte di una comune webcam. Il progetto era semplice e geniale.

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Il sistema di “eye tracking” era costituito da una struttura di sicurezza e di sostegno simile alla montatura di comuni occhiali da vista, sulla quale una normale webcam (con un involucro completamente stampato in 3D) registrava la posizione della pupilla. L’ image processing era gestito da una ODROID U3, una board compatta ed economica con un SoC ARM Quad-Core capace di far girare sistemi operativi come Ubuntu, Android e Linux OS. Per quanto riguarda la parte software, il codice era scritto in Python ed usava delle librerie OpenCV.

 

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Sviluppo del prototipo

Oggi Myrijam e Paul stanno lavorando ad un vero prototipo: dopo aver vinto la gara hanno comprato una sedia a rotelle di seconda mano e hanno riciclato da vecchie automobili i motori necessari per il suo movimento. Hanno inoltre sostituito la scheda ODROID U3 con una Raspberry Pi2, che, lavorando massimo ad a 8-9 fps, non è all’altezza della precedente, ma risulta più che adeguata per soddisfare le specifiche del loro progetto e soprattutto per tenere fede al loro obiettivo principale: realizzare un prodotto al minor costo possibile.

Sistema di Eyetracking e nuove funzionalità

Il video della webcam viene ora filtrato ed elaborato per ottenere la posizione della pupilla che viene comparata con quattro valori di preset corrispondenti a tutte le direzioni possibili: destra, sinistra, avanti e indietro. Questi preset possono essere regolati e settati in funzione delle esigenze dell’utilizzatore attraverso dei potenziometri. Inoltre, per sicurezza, è stato inserito un tasto fisico di abilitazione al movimento che permette alla sedia di muoversi solo quando il soggetto lo vuole. Questo sistema, tuttavia, verrà ben presto rimpiazzato da un sistema di attivazione più avanzato attraverso la lingua oppure utilizzando i muscoli facciali in modo da rendere il soggetto del tutto autonomo nel movimento. Infine, i due ragazzi hanno già implementato un sistema ad infrarossi per il riconoscimento degli ostacoli sul percorso: l’idea è che in futuro si possa implementare uno scanner laser per aumentare la precisione dei rilevamenti.

Un progetto Open Source e Non-Profit

Il progetto è completamente open source, per cui chiunque può rendersi partecipe della realizzazione e del miglioramento, come già afferma Myrijam nel suo blog:

myrijam_stoetzerOur project is hereby officially licensed under the creative commons licence BY NC, meaning it is free for everybody to rebuild, modify, improve it – as long as you mention the project’s origin. Oh, and of course you are not allowed to make money with it – it is free for everybody for the benefit of all.

 


Questi due ragazzi dovrebbero essere una fonte di ispirazione ed un esempio per tutte le generazioni che verranno: il futuro dell’umanità ha bisogno di persone come loro, con il loro genio, la loro creatività e la loro determinazione.
La dichiarazione di Myrijam ci mostra quanto bello e genuino sia il suo intento e ci auguriamo che tutti, non solo i piccoli, prendano esempio!

Per maggiori informazioni è possibile consultare direttamente il Myrijam’s blog.
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Informazioni autore

Gaetano Moceri

Studente iscritto al corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica presso il Politecnico di Torino. Appassionato di elettronica, intraprende l’indirizzo “strumentazione biomedica” che lo avvicina al mondo degli strumenti elettromedicali e dei dispositivi impiantabili attivi.

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