CoNav Chair: Design of a ROS-based Smart Wheelchair for Shared Control Navigation in the Built Environment

要約

世界中で障害者（PWD）の数が年々増加する中、自立した生活と社会統合を可能にする移動支援の需要も高まっています。
車椅子は通常、屋内と屋外の両方の環境で障害者の移動をサポートします。
しかし、現在の電動車椅子（PWC）は、操作が難しいと感じる障害のある人のニーズを満たしていないことがよくあります。
さらに、ロボット車椅子に関する既存の研究は通常、完全な自律性か強化された手動制御に焦点を当てており、効率やユーザーの信頼性の低下につながる可能性があります。
これらの問題に対処するために、この論文では、CoNavチェアと呼ばれるロボットオペレーティングシステム（ROS）ベースのスマート車椅子を提案します。これは、ロボットとユーザーの間の効率性と信頼を促進しながら障害者をサポートするための共有制御ナビゲーションアルゴリズムと障害物回避機能を組み込んでいます。
私たちの設計はハードウェアとソフトウェアのコンポーネントで構成されています。
典型的な屋内社会環境で実施された実験結果は、スマート車椅子のハードウェアおよびソフトウェア設計の性能と有効性を実証しています。
この統合された設計は、信頼性と自律性を促進します。これは、建築環境で支援モビリティ技術を受け入れるために不可欠です。

要約(オリジナル)

With the number of people with disabilities (PWD) increasing worldwide each year, the demand for mobility support to enable independent living and social integration is also growing. Wheelchairs commonly support the mobility of PWD in both indoor and outdoor environments. However, current powered wheelchairs (PWC) often fail to meet the needs of PWD, who may find it difficult to operate them. Furthermore, existing research on robotic wheelchairs typically focuses either on full autonomy or enhanced manual control, which can lead to reduced efficiency and user trust. To address these issues, this paper proposes a Robot Operating System (ROS)-based smart wheelchair, called CoNav Chair, that incorporates a shared control navigation algorithm and obstacle avoidance to support PWD while fostering efficiency and trust between the robot and the user. Our design consists of hardware and software components. Experimental results conducted in a typical indoor social environment demonstrate the performance and effectiveness of the smart wheelchair hardware and software design. This integrated design promotes trust and autonomy, which are crucial for the acceptance of assistive mobility technologies in the built environment.

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