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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3954| Diseño e implementación de un guía robótico para mejorar la movilidad de personas invidentes Integration of a robotic assistant to improve the mobility of visually impaired people | |
| Abraham Arellano Argumedo | |
| Jonatan Peña Ramirez ALEJANDRO RODRIGUEZ ANGELES | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| robot móvil, guía robótico, navegación autónoma, invidente mobile robot, robotic guide, autonomous navigation, visually impaired person | |
| El sentido de la vista juega un papel primordial en la capacidad de orientación, desplazamiento y autonomía de una persona. Es por ello que para las personas ciegas o invidentes, desplazarse en un ambiente desconocido puede ser una experiencia poco placentera, insegura e incluso traumática. Existen distintas herramientas y sistemas de apoyo para ayudar a las personas invidentes a desplazarse con cierto grado de autonomía. Una de ellas y que es la más comúnmente usada debido a su bajo costo, es el llamado bastón blanco, el cual consiste de una varilla ligera plegable que les sirve de guía para desplazarse de manera autónoma. A pesar de que en ciertos ambientes el bastón puede ser de mucha utilidad, presenta varias desventajas. Por ejemplo, la persona tiene que explorar constantemente áreas pequeñas enfrente de él (ella), solo puede detectar obstáculos a nivel del piso y se requiere de muchas horas de entrenamiento para poder beneficiarse de su uso. Por otra parte, existen los perros guía, que son animales altamente entrenados, pero en general es muy costoso adquirirlos, además de que requieren de mucho cuidado, algo que las personas invidentes quizás no estén en condición de realizar. Por lo tanto, será útil poder crear desarrollos tecnológicos accesibles que permitan a las personas ciegas orientarse y desplazarse a través de ambientes conocidos y desconocidos de forma rápida y segura, y con ello contribuir a mejorar su calidad de vida. Es en este contexto que se enmarca esta tesis. En particular, en este trabajo se presenta la integración de un guía robótico para personas invidentes, el cual se construye utilizando un robot móvil comercial, conectado a un bastón blanco convencional por medio de una interfaz mecánica. Para garantizar la navegación autónoma del guía robótico, se implementa una estrategia de control de seguimiento de trayectoria y se diseña una estrategia de evasión de obstáculos tanto estáticos como dinámicos. Dicha estrategia de evasión se basa en modelos neuronales del tipo Hindmarsh-Rose interconectados. La efectividad de los controladores de seguimiento y evasión se ilustra por medio de simulaciones numéricas. Finalmente, se presentan los resultados de un estudio experimental que se realizó en conjunto con un grupo de seis personas ciegas con el fin de determinar la funcionalidad del guía robótico. Este estudio se realizó en la ciudad de Pachuca Hidalgo, con la colaboración de la Universidad... The sense of sight plays a key role in the ability of a person to orientate and to autonomously displace. For this reason, blind or visually impaired people tend to feel uncomfortable, worried and unsafe while walking in unknown environments. In order to improve the mobility of blind people, there exist several tools and support systems like the white cane, which consists of an extensible aluminum rod with a handle on one end and a tip on the other and allows blind people to orientate and to move autonomously in certain environments, like those having tactile paving. Although the white cane is a good option for enhancing mobility, it has certain disadvantages, like for example: the person should constantly scan small areas in order to determine whether the path is free of obstacles or not, the type of obstacles that can be identified is limited, and to master the use of the white case the person has to follow several training programs. On the other hand, there exist guide dogs that are trained to help blind people to navigate and to avoid obstacles. However, buying a guide dog may be costly. Therefore, it may be interesting to create technical developments for allowing blind people to orientated and to displace through known and unknown environments in a safety and confident manner, which ultimately may result in an improvement of their quality of life. For this reason, this thesis aims to integrate a robotic guide by using a commercial mobile robot, which is connected to a white cane through a mechanical interface. In order to guarantee the autonomous navigation of the robotic guide, a tracking controller is implemented and a suitable collision avoidance strategy for static and dynamic obstacles is designed using pairs of Hindmarsh-Rose neuronal models interacting via static and dynamic couplings. The effectiveness of the tracking and collision avoidance controllers is illustrated by means of numerical simulations. Furthermore, an experimental study with a group of blind people is conducted in order to validate the functionality of the robotic guide. The study was conducted at Pachuca, Hidalgo in collaboration with Universidad Autonoma del Estado de Hidalgo and the Central Library Ricardo Garibay. The obtained results suggest that, in the future, the robotic guide may be a good alternative for improving the mobility of blind people. | |
| CICESE | |
| 2023 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Arellano Argumedo, A. 2023. Diseño e implementación de un guía robótico para mejorar la movilidad de personas invidentes. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 68 pp. | |
| INSTRUMENTOS ELECTRÓNICOS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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| tesis_Abraham Arellano Argumedo_14 sep 2023.pdf | Versión completa de la tesis | 11.39 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |