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MobiKa - Robot mobile a basso costo per l'interazione uomo-robot

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Un modo per consentire alle persone anziane di rimanere più a lungo nelle loro case è l'uso di robot di servizio per aiutarle nelle attività quotidiane. Con questo obiettivo, progettiamo, sviluppiamo e valutiamo un robot mobile a basso costo per comunicare con le persone anziane. L'idea principale è quella di creare un robot di assistenza alla comunicazione a prezzi accessibili, ottimizzato per l'interazione uomo-robot multimodale (HRI). Il nostro robot è in grado di navigare autonomamente in ambienti dinamici utilizzando un nuovo algoritmo per calcolare le pose per l'avvicinamento delle persone

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A causa dei cambiamenti demografici dei prossimi anni, il numero di anziani aumenterà nella maggior parte dei paesi industrializzati. La tecnologia dei robot può aiutare queste persone a vivere il più a lungo possibile in modo autodeterminato e indipendente nelle loro case e a ridurre la necessità di cure ambulanti o stazionarie, ad esempio fornendo mezzi di comunicazione, rilevando anomalie ed emergenze, guidando le persone e recuperando oggetti. I robot di servizio possono supportare anche altre persone a mobilità ridotta, come i pazienti in riabilitazione.

Le abitazioni private sono ambienti altamente dinamici, progettati principalmente per l'uomo. Pertanto, un robot mobile deve affrontare passaggi stretti e necessita di un design che supporti un HRI sicuro. Per essere accessibili, i robot devono essere disponibili a basso costo, ma offrire allo stesso tempo una notevole funzionalità.

In questo articolo, presentiamo MobiKa (Mobile Communication Assistant) raffigurato in Fig. 1. La nostra visione è quella di risolvere i problemi citati sviluppando un robot di servizio mobile multiuso a prezzi accessibili, focalizzato sulla comunicazione. MobiKa può navigare autonomamente all'interno di un ambiente pre-mappato. Per l'interazione Uomo-Robot, MobiKa è in grado di avvicinarsi con forza all'utente. MobiKa è facile da usare, anche per utenti non tecnici. Con l'utilizzo di un design hardware funzionale e di un'architettura software modulare, forniamo una piattaforma robotica altamente adattabile.

MobiKa è stato progettato come assistente alla comunicazione mobile. Durante la progettazione del robot, l'idea principale era quella di creare un sistema accessibile e ottimizzato per l'interazione uomo-robot. Abbiamo quindi scelto un design funzionale che ci aiuta a ridurre il prezzo e dimostra che le capacità del robot sono molto lontane da quelle di un essere umano. Per renderlo accessibile, abbiamo basato la progettazione su software open-source e hardware a basso costo.

L'obiettivo dello sviluppo era di coprire funzioni come:

Compiti generali di comunicazione tramite interfacce multimodali (vocale e visiva)

Funzioni di intrattenimento (giochi e servizi in mostra, attivando l'utente)

Reazione alla caduta degli utenti; collegamento con sensori e reti fisse per consentire il rilevamento di emergenze mediche e contattare un fornitore di servizi esterno (guide robot per le persone cadute)

Ricordare gli appuntamenti e l'assunzione di farmaci

Telepresenza e telemedicina

Semplici operazioni di trasporto (l'utente posiziona oggetti sul robot)

Persone che guidano

Infrastruttura aperta alle applicazioni di terze parti, ad es. per servizi medici

Con queste funzioni, MobiKa può aiutare le persone anziane a rimanere indipendenti e a vivere più a lungo nelle loro case. Può anche assistere i pazienti in riabilitazione in modo che possano tornare prima alla loro normale routine quotidiana.

MobiKa è costruito su una base mobile compatta in cui risiedono i componenti principali. Le dimensioni del robot derivano dall'interazione con l'utente; per interagire con le persone in piedi, MobiKa ha bisogno di un'altezza minima di

1.1m

Per consentire anche l'interazione con persone sedute e sdraiate, lo schermo deve essere regolabile in altezza. Per questo motivo è stato progettato un asse lineare a cinghia, che permette di regolare un tablet Android in base alla posa dell'utente. La lunghezza e la larghezza e anche la massa sono state mantenute il più possibile basse, il che ha richiesto di concentrare la massa vicino al suolo per mantenere la stabilità durante la corsa.