6. Características innovadoras.
No existen soluciones comerciales conocidas de guiado basado en Inteligencia Artificial de sillas de ruedas eléctricas por parte del asistente o acompañante. Tanto la idea presentada como el producto que se quiere llevar a cabo son totalmente innovadores.
En la Figura 1, Objetivo del Proyecto, se exponen las características innovadoras de la solución presentada. Los bloques que se presentan son:
1) Sensores para medida de posición y velocidad del acompañante. El elemento principal es una cámara fija (tipo webcam) en el acompañante. Se completa con un conjunto de sensores de triangulación láser, que miden de forma precisa la distancia desde distintos puntos de silla al acompañante y recogen dónde está el acompañante. La evolución temporal de estas medidas indica al sistema de inteligencia artificial la trayectoria y velocidad del acompañante (adelante, atrás, derecha, izquierda, parado, andando, corriendo).
2) Sensores para protección del usuario. Se añadirán, en la parte delantera de la silla, sensores para evitar colisiones involuntarias. Esto permitirá circular por una calle junto a otros peatones, evitar obstáculos e incluso participar en una carrera popular.
3) Módulo de Control de Potencia. Recibe, del módulo de IA, la consigna de velocidad de cada uno de los dos motores eléctricos de las ruedas (tipo brushless) y las transforma en señales de potencia, que envía a los motores. 4) Módulo de Inteligencia Artificial (Smart system On Module, IA). Es el “cerebro” del sistema. Recibe la información de la cámara y del resto de los sensores de posición, contiene la algoritmia necesaria para construir la trayectoria de la silla en tiempo real (procesa 20 imágenes/seg) y envía al módulo de control la consigna necesaria de velocidad, que éste transmite instantáneamente a los motores.
Las técnicas principales de inteligencia artificial basadas en aprendizaje profundo (deep learning) que se implementan en la silla son: El procesado y clasificación de imágenes en tiempo real, con detección de un objeto dado.
En nuestro caso nos centramos en una persona concreta, el acompañante, no en ninguna otra persona. Las técnicas serían, por tanto, una detección de objetos (‘object detection’) seguida de una detección de caras (‘face detection’). Los métodos de regresión de imágenes para localizar un punto de interés (‘key point detection’) en ellas.
Por ejemplo, para seguir la evolución temporal del centro del objeto detectado. Los métodos de IA para detectar la posición relativa de las partes del cuerpo en tiempo real (‘pose detection’). Esto nos ayuda en la predicción de la trayectoria del acompañante.
Un giro de hombros, por ejemplo, puede indicarnos que va a cambiar de dirección.
La innovación presentada:
- Permite la inclusión social de personas con discapacidad motriz severa, que no puedan guiar la silla eléctrica por sí mismos con un mando. Verlos participar en actividades que sin esta ayuda serían impensables, como pasear por el campo o correr maratones, contribuirá a su completa integración social.
- Permite al acompañante hacer esa tarea, acompaña, sin empujar. Esto permite a mayores y demás personas sin excesivos recursos físicos guiar la silla y permite que el discapacitado realice tareas nuevas, que incluso con un acompañante con buena complexión física no serían posibles.
- Es un sistema de bajo coste. Incluso se contempla, como producto adicional, el diseño y la evaluación de un sistema eléctrico completo para transformar unasilla de ruedas manual en una eléctrica con guiado automático, a coste reducido y de montaje-desmontaje inmediato.
Se prevé que el mercado de sillas de ruedas eléctricas aumente con la adopción de nuevas tecnologías, como la IA en sillas autoconducidas. Añadiendo un bajo coste marginal, la idea de producto presentada añade una funcionalidad muy útil en caso de sillas para ancianos o discapacitados. Esta solución, incorporable como dispositivo modular, permite añadir nuevas funcionalidades en un futuro, en nuevas versiones. Los dispositivos inteligentes tienen como característica la evolución. Por ejemplo, añadimos la funcionalidad de pararse o dar avisos en lugares señalizados (semáforo) o identificar al acompañante, detenerse a comprar el pan, tracear la trayectoria (GPS) y tener localizada la silla en todo momento, avisar a un familiar, la policía o emergencias médicas, etc