Roboter-Rollstuhl

Ein Roboter-Rollstuhl ist die Kombination aus intelligenter Robotertechnik und einem elektrischen Rollstuhl. Es handelt sich um einen Rollstuhl mit mehr Funktionen zum Navigieren, zum Erkennen von Hindernissen und zur automatischen Fortbewegung durch den Einsatz von Sensoren und von künstlicher Intelligenz.

Ein derartiges System besteht aus drei Subsystemen, zu denen eine Umgebungskognition und -navigation, eine Bewegungssteuerung und eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle gehören.

Das Subsystem der Umgebungskognition und -navigation umfasst Bild-, Sonar- und Infrarotsensoren. Da der breite Abstrahlwinkel, die ungerichtete Abstrahlung und Echoeffekte bei Sonarsensoren nachteilig sind, werden Infrarotsensoren als Nebensensoren zur Hinderniserkennung eingesetzt und damit die obigen Nachteile wieder aufgehoben. Bildsensoren zeichnen die Bilder der Umgebung auf und vergleichen sie mit vorher gespeicherten Daten oder sie überwachen die Pupille/Kopfbewegung der Person, um die Bewegungsrichtung des Rollstuhls zu ermitteln und bieten auf diese Weise eine visuelle Navigationsfunktion.

Das Subsystem Bewegungssteuerung besteht aus einer MCU, Beschleunigungsmessern, Motortreibern, Drehwinkelgebern und Motoren. Die Drehwinkelgeber und 3-Achsen-Beschleunigungsmesser überwachen die Geschwindigkeit und Richtung des Rollstuhls beim Ändern der Richtung und beim Befahren von Rampen. Zur Implementierung der Bewegungssteuerung arbeiten sie mit einer MCU, Motortreibern und Motoren zusammen.

Als Mensch-Maschine-Schnittstelle dienen bei einem Roboter-Rollstuhl eine Tastatur, ein Mikrofon, Joystick und ein Touchscreen-Display. Die Tastatur dient zur Auswahl des manuellen, halb- oder vollautomatischen Navigationsmodus. Über das Mikrofon werden Sprachanweisungen zur Bewegungssteuerung des Rollstuhls empfangen. Gegenwärtig können Roboter-Rollstühle allerdings nur wenige Anweisungen wie "vorwärts", "rückwärts", "links abbiegen" und "rechts abbiegen" verstehen. Im manuellen Navigationsmodus dienen Joysticks zur Bewegungssteuerung des Rollstuhls. Über das Touchscreen-Display kann der Benutzer Betriebsparameter festlegen, wie z. B. die Geschwindigkeit oder das Ziel, das im automatischen Navigationsmodus angegeben werden muss.

Roboter-Rollstühle werden immer intelligenter und humanoider. In der fernen Zukunft könnten äußerst fortschrittliche Verfahren wie Hirnwellensteuerung und Roboterarme an Roboter-Rollstühlen vorgesehen werden, um mehr Personen in aller Welt zu mehr Mobilität zu verhelfen.

Weniger