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Un système de navigation pour les personnes handicapées visuelles - Par : Hanen Hattab,

Un système de navigation pour les personnes handicapées visuelles


Hanen Hattab
Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

Depuis quelques décennies, des scientifiques ont essayé de fabriquer des systèmes de navigation automatique permettant aux personnes atteintes de cécité de se déplacer facilement. Or ces systèmes n’étaient pas aussi faciles à utiliser ni aussi commodes que la canne blanche. Toutefois, la canne a des inconvénients qui empêchent l’usager d’appréhender et d’agir adéquatement dans son environnement. En effet, elle ne permet pas l’identification des objets effleurés par son bout, donc n’est pas pratique dans des situations comme reconnaître si une chaise est occupée ou pas.

Des chercheurs, du Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) du Massachussetts Institute of Technology (MIT), ont conçu un nouveau système de navigation qui permet de communiquer aux utilisateurs atteints de déficiences visuelles des informations pertinentes sur leur environnement. Ce système de navigation peut être utilisé avec ou sans canne blanche.

Dans une présentation qu’ils ont donnée à la Conférence internationale sur la robotique et l’automation (ICRA), les chercheurs ont décrit leur technologie et ont expliqué l’ensemble des études expérimentales menées auprès des personnes non voyantes.

Les tests effectués lors de la conption du nouveau système de navigation conçu par l’équipe du laboratoire CSail au MIT

 Le confort sensoriel comme contrainte conceptuelle

Robert Katzschmann, un étudiant diplômé en génie mécanique du MIT qui a participé à cette étude a expliqué l’enjeu principal de cette technologie à savoir l’ergonomie cognitive, plus précisément l’ergonomie sensorielle. L’équipe a cherché à créer un système dont la perception des modules fonctionnels n’interfère pas avec les autres sens. Cette contrainte ergonomique les a amenés à éviter le recours à un système audio ou par exemple à un module qui se porte au niveau de la tête et de la nuque. Après des recherches approfondies sur cette contrainte conceptuelle, ils ont opté pour la zone abdominale, qui représente la partie anatomique la moins sollicitée par les autres sens.

Le système est composé d’une caméra 3D qui se porte autour du cou, d’une unité de traitement des données qui emploie un algorithme d’odométrie visuelle, créé par l’équipe, d’une ceinture munie de capteurs et de cinq moteurs vibrants uniformément autour de la partie avant qui couvre le ventre, et d’une interface braille dynamique accrochée à la ceinture à un endroit qui facilite la lecture tactile.

L’algorithme permet d’analyser rapidement les données visuelles captées par la caméra 3D afin d’identifier les surfaces et leurs orientations spatiales.

Signaux tactiles précis et complémentaires

L’algorithme classe d’abord les pixels en groupes de trois. Étant donné que les pixels ont des données de localisation associées, chaque groupe détermine un plan. Si les orientations des plans définis par cinq groupes proches sont à 10 degrés l’un de l’autre, le système conclut qu’il a trouvé une surface. Il n’est pas nécessaire de déterminer l’étendue de la surface ou le type d’objet en question. L’algorithme identifie tout simplement un obstacle à cet endroit et commande le moteur associé de vibrer lorsque le porteur se trouve à moins de 2 mètres de celui-ci.

L’identification d’une chaise est un peu plus complexe. Le système doit compléter trois identifications de surface distinctes, dans la même zone générale. Cette triple identification permet de savoir si la chaise est inoccupée. Les surfaces doivent être plus ou moins parallèles au sol et elles doivent être comprises dans une plage de hauteurs prédéfinies.

Les moteurs peuvent varier la fréquence, l’intensité et la durée de leurs vibrations, ainsi que leurs intervalles et ce, pour envoyer à l’utilisateur différents types de signaux tactiles. Par exemple, une augmentation de la fréquence et de l’intensité indiquent généralement que le porteur s’approche d’un obstacle dont la direction est relative au moteur en question. Mais lorsque le système est en mode de recherche de chaise, par exemple, une double impulsion indique la direction dans laquelle se trouve une chaise vide.

L’interface braille se compose de deux rangées de cinq blocs de symboles. Les symboles affichés décrivent les objets dans l’environnement de l’utilisateur, par exemple, la lettre «  t  » pour indiquer la présence d’une table ou un « c » pour la chaise. La position du symbole dans la rangée indique la direction dans laquelle il peut être trouvé. La colonne dans laquelle il apparaît indique sa distance. Les informations données par l’interface braille complètent et confirment les signaux envoyés par les moteurs.

Dans les tests, le système d’identification de chaises a réduit les erreurs de reconnaissance de 80 %, et le système de navigation a réduit de 86 % le nombre de collisions avec des personnes qui se promenaient dans un couloir.

Cette étude intitulée « Enabling independent navigation for visually impaired people through a wearable vision-based feedback system » a été présentée lors de la conférence (ICRA) qui s’est tenue à Singapour du 29 mai au 3 juin 2017. Elle a été coécrite par Katzschmann, sa directrice de recherche Daniela Rus, Andrew et Erna Viterbi, professeurs de génie électrique et d’informatique; son premier coauteur, Hsueh-Cheng Wang, qui a été un post doctorant au MIT et actuellement professeur adjoint de génie électrique et informatique à l’Université Nationale Chiao Tung à Taiwan; Santani Teng, un post-doctorant au CSAIL, Brandon Araki, un étudiant diplômé en génie mécanique, et Laura Giarré, professeur de génie électrique à l’Université de Modène et Reggio Emilia en Italie.

Hanen Hattab

Profil de l'auteur(e)

Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

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