Assistive Tongue Operated Mouse (ATOM): 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

โครงการนี้เริ่มต้นจากการมอบหมายชั้นเรียนสำหรับหลักสูตรเบื้องต้นที่ฉันเรียนตอนเป็นนักศึกษาวิศวกรรมศาสตร์ชั้นปีที่หนึ่ง หลังจากจบหลักสูตรนี้ ฉันได้รวบรวมทีมเล็กๆ ที่ประกอบด้วยตัวเองและนักศึกษาด้านศิลปะ/การออกแบบ 2 คน และเรายังคงพัฒนาอุปกรณ์เพื่อเข้าร่วมการแข่งขันการออกแบบของนักเรียนที่จัดขึ้นทุกปีโดยสมาคมวิศวกรรมฟื้นฟูสมรรถภาพแห่งอเมริกาเหนือ

หลายเดือนต่อมา เราได้รับแจ้งว่าเราเป็นผู้เข้ารอบสุดท้าย และบินไปโตรอนโตเพื่อนำเสนอต่อกรรมการที่งาน RehabWeek 2019 เราโชคดีพอที่จะชนะที่หนึ่งในการแข่งขันการออกแบบนักศึกษาต่างชาติ พร้อมกับรางวัลขวัญใจมหาชนจากนักพัฒนามืออาชีพ การจัดแสดงและรางวัลการวิจัยจากศูนย์วิจัยวิศวกรรมการฟื้นฟูสมรรถภาพที่ Penn State

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

คำแนะนำนี้จัดทำขึ้นเพื่อเข้าร่วมการแข่งขัน Assistive Tech! หากคุณพบว่ามีประโยชน์ โปรดโหวต!

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

ประวัติโครงการ:

ในยุคปัจจุบัน ความสามารถในการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อทำงานประจำวันหลายอย่างให้สำเร็จ สำหรับผู้ที่ขาดความคล่องแคล่วในการใช้งาน การใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์มาตรฐานนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย เนื่องจากเทคโนโลยีมีการบูรณาการเข้ากับแง่มุมต่างๆ ในสังคมของเรามากขึ้น การใช้อินเทอร์เน็ตอย่างมีประสิทธิภาพจึงไม่ใช่แค่เรื่องของความหรูหราหรือความสะดวกสบายอีกต่อไป แต่ยังใกล้เคียงกับสิทธิขั้นพื้นฐานของมนุษย์มากกว่า การพัฒนาเทคโนโลยีที่สามารถทำให้บุคคลเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้ไม่เพียงแต่ทำให้พวกเขามีความเป็นอิสระมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยในการพัฒนาสังคมของเราอีกด้วย

ด้วยงานสมัยใหม่ส่วนใหญ่ที่กำหนดให้พนักงานมีทักษะการใช้คอมพิวเตอร์ขั้นพื้นฐาน มีตลาดเพื่อผลิตเทคโนโลยีอำนวยความสะดวกสำหรับผู้ที่ไม่สามารถใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงแบบเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลิตภัณฑ์ในปัจจุบันจำนวนมากตอบสนองความต้องการนี้ แต่มักจะมีราคาแพง มีข้อจำกัด และมีที่ว่างสำหรับการปรับปรุงอย่างไม่ต้องสงสัย หนึ่งในกลไกการป้อนข้อมูลที่เก่าแก่ที่สุดที่พัฒนาขึ้นสำหรับบุคคลที่มีภาวะอัมพาตครึ่งซีกหรือ ALS คืออุปกรณ์ "จิบและพัฟ" ซึ่งเดิมใช้เพื่อควบคุมเครื่องพิมพ์ดีดโดยให้ผู้ใช้จิบหรือเป่าลงในหลอดขนาดเล็ก [1] เครื่องต้นแบบครั้งแรกโดย Reg Maling ในปีพ. ศ. 2503 เป็นจุดเริ่มต้นของอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกันซึ่งบางส่วนยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน วิธีแก้ปัญหาอื่นๆ ที่ง่ายกว่านั้นเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ชี้ตำแหน่งแบบพาสซีฟที่อยู่ภายในปากหรือติดตั้งไว้ที่ส่วนหัว ซึ่งสามารถใช้เพื่อพิมพ์อักขระบนแป้นพิมพ์ ซึ่งโดยทั่วไปจะเรียกว่า "แท่งปาก" หรือ "ตัวชี้ส่วนหัว" แม้ว่าเครื่องมือเหล่านี้เป็นพื้นฐาน แต่ก็ยังเป็นอุปกรณ์ช่วยเหลือที่ได้รับความนิยมมากที่สุดเนื่องจากความเรียบง่ายและราคาต่ำ อย่างไรก็ตาม แม้ในทางปฏิบัติ เครื่องมือเหล่านี้ก็ไม่สามารถให้ผลผลิตระดับสูงที่จำเป็นในงานจำนวนมากได้ [2] เทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น การโต้ตอบการจ้องมองและซอฟต์แวร์ติดตามการมอง สามารถให้ประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อต้องทำงานบนพีซีให้สำเร็จ แต่ด้วยเหตุนี้ ราคาจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก นี่เป็นปัญหาที่ยิ่งใหญ่กว่าเมื่อพิจารณาถึงค่าครองชีพตลอดชีพที่มีเงื่อนไขดังกล่าวสามารถเกิน 1.35 ล้านดอลลาร์ได้อย่างง่ายดาย [3]

เครื่องมือที่มีอยู่ทั้งหมดเหล่านี้ทำให้ผู้ใช้มีความสามารถมากขึ้น แต่อุปกรณ์แต่ละเครื่องก็มาพร้อมกับผลข้างเคียงด้านลบต่างๆ ตัวอย่างของเอฟเฟกต์ดังกล่าวสำหรับอุปกรณ์สลับและจิบและพัฟอาจเป็นอุปกรณ์จำกัดที่อยู่รอบศีรษะหรือปากของผู้ใช้ซึ่งจำเป็นสำหรับการสลับแบบตายตัวเพื่อทำงาน ความจริงที่ว่าท่าทางของผู้ใช้ต้องสอดคล้องกับอุปกรณ์ทำให้เมื่อยล้าในการใช้งานเป็นเวลานาน หรือไม่สามารถพูดได้ในขณะใช้งานอุปกรณ์ นอกจากค่าใช้จ่ายแล้ว อุปกรณ์ติดตามการมองยังต้องการการสอบเทียบจำนวนมากจึงจะใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และการหลีกเลี่ยงการเคลื่อนไหวของดวงตาจากจิตใต้สำนึกนั้นต้องการการโฟกัสอย่างต่อเนื่องจากผู้ใช้ โปรเจ็กต์นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อมอบโซลูชันที่ถูกกว่าซึ่งให้ความสะดวกสบายมากขึ้น และสามารถปลดล็อกการใช้งานที่หลากหลายสำหรับผู้ใช้

ขั้นตอนที่ 1: ภาพรวมการออกแบบ

"กำลังโหลด="ขี้เกียจ"

การออกแบบทางกลสำหรับ "ขาตั้ง" ของตัวยึดนั้นค่อนข้างง่าย เราตั้งใจให้ต้นแบบนี้เป็นรุ่นตั้งโต๊ะ แต่อาจมีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเพื่อติดเข้ากับรถเข็นหรือจุดยึดอื่นๆ

ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดคือแม่เหล็กนีโอไดเมียมขนาดเล็กซึ่งปิดภาคเรียนภายในริมฝีปากที่ยื่นออกมา เพื่อให้ผู้ใช้กัดตัวยึดเพื่อปลดออกจากตำแหน่งเทียบท่า ด้วยวิธีนี้ ผู้ใช้สามารถติดตั้งและถอดอุปกรณ์ทั้งหมดโดยไม่ต้องใช้มือ เสียบปลั๊กสเตนเลสสตีลขนาด 1/4 ที่ด้านหน้าของรีเทนเนอร์ ซึ่งผ่านการลองผิดลองถูกแล้วพบว่ามีขนาดที่เหมาะสมที่สุดในการยึดอุปกรณ์ให้เข้าที่ แต่สามารถถอดออกได้ง่ายๆ โดยใช้ปาก

คุณลักษณะรองของขาตั้งคือการนำสายโยงที่เชื่อมต่อส่วนยึดกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ในการออกแบบของเรา ลูกกลิ้งหรือแม้แต่ช่องสี่เหลี่ยมเล็กๆ ก็มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะเก็บสายเคเบิลไว้ได้เมื่อใช้อุปกรณ์

ขั้นตอนที่ 7: ผลลัพธ์และความสำคัญ

หลังจากทดสอบต้นแบบการทำงานของเราแล้ว เป้าหมายของโครงการต่อไปนี้ถูกกำหนดให้บรรลุผลแล้ว:

- ความสามารถในการควบคุม XY อย่างละเอียดของเคอร์เซอร์โดยใช้ลิ้น

- ความสามารถในการคลิกเมาส์ขวาและซ้ายโดยใช้กล้ามเนื้อขากรรไกร

- ความสามารถในการติดและถอดอุปกรณ์โดยไม่ต้องใช้มือ

- ความสามารถในการฆ่าเชื้ออุปกรณ์ได้อย่างง่ายดายโดยไม่ทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

- ต้นทุนการผลิตต่ำ

- รวมวัสดุที่ใช้ซ้ำได้และนำกลับมาใช้ใหม่

- ปรับปรุงตามอุปกรณ์ที่มีอยู่ (เช่น ราคา ฟังก์ชันการทำงาน ความสะดวกในการใช้งาน ฯลฯ)

จากการศึกษาที่จัดทำในปี 2560 โดย Capital One Financial Corp. ประมาณ 82% ของงานระดับกลางต้องการให้พนักงานมีทักษะด้านดิจิทัล [4] ตัวเลขนี้เพิ่มขึ้นทุกปีโดยไม่มีจุดสิ้นสุด ด้วยผู้คนมากกว่า 250,000 คนในสหรัฐอเมริกาที่ได้รับบาดเจ็บจากไขสันหลังในปีใด ๆ จึงมีความจำเป็นที่จะต้องมีเทคโนโลยีอำนวยความสะดวกที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นซึ่งสามารถช่วยให้บุคคลที่มีความบกพร่องในการทำงานของมอเตอร์สามารถแข่งขันในตลาดงานสมัยใหม่ได้ ค่าใช้จ่ายในปีแรกเพียงอย่างเดียวหลังจากได้รับบาดเจ็บอาจเกิน 500,000 เหรียญสหรัฐฯ ได้ ดังนั้นการพัฒนาเทคโนโลยีอำนวยความสะดวกที่มีราคาไม่แพงจึงสามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อผู้ที่ได้รับผลกระทบ ตลอดจนครอบครัวและเพื่อนฝูงของพวกเขา นอกจากนี้ บุคคลที่มีภาวะนี้จะได้รับการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในชีวิต ซึ่งหลายอย่างสามารถก่อให้เกิดผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสภาพแวดล้อมทางสังคมของพวกเขา การเปิดใช้งานผู้ที่ได้รับผลกระทบในการติดต่อกับคอมพิวเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพและราคาถูกสามารถให้โอกาสมากขึ้นในการสร้างและรักษาความสัมพันธ์ทางสังคมเพื่อให้เหมาะกับความต้องการของตนเองมากขึ้น เราเชื่อว่า ATOM สามารถช่วยให้บุคคลทำสิ่งนั้นได้อย่างแม่นยำโดยเชื่อมช่องว่างภายในเทคโนโลยีที่มีอยู่โดยนำเสนอประสิทธิภาพสูงควบคู่ไปกับราคาที่ต่ำ

รางวัลที่สองในการประกวด Assistive Tech