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Helga Hansen

Arduino-Assistenzsystem: Laserstrahlen helfen Blinden bei der Orientierung

Arduino-Assistenzsystem: Laserstrahlen helfen Blinden bei der Orientierung

Eine umfunktionierte Taschenlampe und eine Armstulpe sind die Grundlage eines Assistenzsystems für Blinde, das Studierende entwickelt haben. Darauf arbeiten sechs Time-of-Flight-Module und zwei Mikrocontroller.

Ob Übersetzung von Gebärdensprache oder Orientierung – rund um elektronische Assistenzsysteme wird derzeit viel geforscht und gebastelt. Drei Studierende haben nun ein nachbaubares System mit Time-Of-Flight-Sensoren (ToF) veröffentlicht, das die Orientierung mit Laserstrahlen erlaubt. Es besteht aus zwei Komponenten: Auf einer umgebauten Taschenlampe sitzen die Sensoren, die die Umgebung abtasten. Dazu gibt es eine Stulpe, die mit kleinen Vibrationsmotoren vor Hindernissen warnt.

Auf einem Arm ist eine schwarze Manschette mit Elektronik befestigt
Die Vibrationsmotoren links von der Manschette geben das Feedback, wenn ein Hindernis näher kommt. Vergrößern

Mit Laserstrahlen aus Hindernissuche

Insgesamt sechs VL53L0X-Module sind auf der Taschenlampe leicht versetzt von einander angeordnet, um einen Bereich von bis zu einem Meter Tiefe zu erkunden. Die Sensormodule messen die Zeit, bis ausgesendete Lichtpulse wieder zurückkehren, und geben die Daten über I²C an einen Arduino Mini weiter, der im Gehäuse der Taschenlampe verbaut ist. Dieser kommuniziert über UART mit einem PIC32 auf der Stulpe. Der PIC berechnet und kontrolliert nun die Ausgabe der Signale durch die Vibrationsmotoren. Je näher ein Hindernis, umso stärker vibrieren die Motoren.

Vorderansicht der Taschenlampe, auf der sechs blaue Platinen auf einem Streifen vorn befestigt sind.
Die zum Blindenstock umfunktionierte Taschenlampe von vorn - die ToF-Module sind nebeneinander angeordnet. Vergrößern

Assistenzsystem zum Nachbauen

Hinter dem System stecken die Studierenden Aaheli Chattopadhyay, Jun Ko und Naomi Hess der Cornell University in New York, die es als Abschlussprojekt eines Kurses zu eingebetteten Mikrocontrollern entwickelt haben. Mit 125 US-Dollar (rund 104 Euro) ist es kostengünstig nachbaubar. Am teuersten sind die Laser-Module, weshalb das Team auch nur sechs Module genutzt hat. Für den alltäglichen Einsatz ist es allerdings noch nicht geeignet. Aktuell sind beide Komponenten durch ein Kabel verbunden und die Batterien – zwei 9-Voltblöcke – müssen regelmäßig ausgetauscht werden.

In den vergangenen Jahren gab es bereits eine Reihe an Ansätzen, mit Technik Assistenzsysteme für blinde Menschen zu entwickeln. Ebenfalls mit Vibrationsmotoren arbeitet die Guidevest, die die Umgebung mit einer Stereokamera erfasst – ähnlich wie die Brille mit Stereobildern. Im Vergleich zu Stereokameras arbeiten Time-of-Flight-Sensoren auch in der Dunkelheit. Schließlich gibt es ein Kinect-basiertes System, das sich merkt, wo man Gegenstände abgestellt hat, und mit Gesten bedient wird.

(hch)

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