Budd-e Blind-assistive Autonomous Drive Device

BUDD-e

Blind-assistive aUtonomous Droid Device

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PROGETTO

Finalità

Nel progetto BUDD-e verranno messe a frutto in modo sinergico le competenze multidisciplinari (ICT, Automazione, Design e Architettura) dei membri del gruppo di lavoro.
Il progetto si articola in due sotto-obiettivi:

realizzare, progettare e personalizzare una nuova guida robotica autonoma, BUDD-e, per persone cieche e ipovedenti, utilizzando un sistema innovativo di interazione uomo-robot;
rendere spazi pubblici e servizi pienamente accessibili, funzionali e fruibili da soggetti ciechi e ipovedenti identificando i percorsi più adatti per l’utente guidato dal robot a guida autonoma BUDD-e.

Gli scenari applicativi saranno spazi pubblici dove l’utente potrà prenotare BUDD-e e avere la possibilità di muoversi autonomamente all’interno di ambienti, quali ospedali, centri sportivi, centri commerciali, parchi e centri culturali.

Al momento, la fase di validazione sperimentale in corso viene effettuata all’interno del Centro Sportivo Giuriati e l’ASST Grande Ospedale Metropolitano Niguarda, a Milano.

Contesto d'azione

I problemi di disabilità visiva coinvolgono attualmente circa il 4% della popolazione mondiale e si stima che il numero sia destinato ad aumentare nei prossimi decenni.

Uno tra i problemi principali per le persone cieche e ipovedenti è la difficoltà ad orientarsi in ambienti non familiari.

Le infrastrutture inadeguate ad accogliere questa parte di popolazione creano barriere e disuguaglianze, a partire dell’accesso ad edifici, a servizi come i centri commerciali, centri sportivi, ospedali, alberghi e aeroporti e nell’utilizzo dei trasporti pubblici.

Spesso l’uso degli ausili più comuni, come bastoni bianchi e cani guida, può risultare problematico. Per le persone non vedenti e ipovedenti sarebbe pertanto fondamentale il supporto di guide e personale di supporto, dei quali però si ha ancora poca disponibilità.

Quanto citato costituisce una limitazione per persone con disabilità visiva e, in molti casi, è impossibile per alcune persone uscire senza accompagnatori.

Il recente sviluppo di concetti di architettura inclusiva e di tecnologie assistive può consentire alle persone con tale disabilità di svolgere attività quotidiane senza barriere e in autonomia.

Gli obbiettivi del progetto Budd-e

OBIETTIVI

Il robot autonomo Yape — Sviluppo e customizzazione di un robot guida autonoma avente ruolo di assistente

Progetto architettonico di spazi acessibili — Sviluppo e applicazione di concetti di design architettonico inclusivo e user-centred

Contesti di applicazione: ospedali, centri sportivi, centri commerciali, centri culturali — Applicazione in contesti chiave

Il team del progetto Budd-e

DESIGN USER-CENTERED

E’ stata svolta un’analisi del contesto per evidenziare le funzionalità che la guida autonoma dovrebbe incorporare e le opportunità di miglioramento degli spazi in termini di inclusività e accessibilità con particolare attenzione alle esigenze delle persone non vedenti. Questo ha portato comprensione, consapevolezza e motivazione non solo sulle potenzialità del progetto, ma anche sui suoi obiettivi e limiti realistici.
In particolare, sono stati organizzati focus group e questionari per comprendere al meglio le esigenze degli utenti e delle strutture stesse. E’ disponibile il rapporto conclusivo “Questionari e Focus Group_Report“.

Team e partners al kick-off meeting (17/03/'22) — Team and partners at the kick-off meeting (17/03/22)

Team al kick-off meeting (17/03/'22) — Team at the kick-off meeting (17/03/22)

Focus group on "SPORTS" (09/06/'22) — Focus group on "SPORTS" (09/06/22)

Focus group a tema "SPORT" (09/06/'22) — Focus group on "SPORTS" (09/06/22)

Focus group a tema "SPAZI" (07/07/'22) — Focus group on "SPACES" (07/07/22)

I partner del progetto Budd-e

REALIZZAZIONE

BUDD-e è composto da:
– Il veicolo autonomo YAPE, dotato di sensori LIDAR, telecamere e IMU per l’orientamento, il tracciamento della posizione, e l’interazione con un ambiente altamente dinamico e popolato.
– Un innovativo sistema detto “smart tether system” per l’interazione uomo-robot, dotato di cavo di collegamento con gli utenti.

20221021 - proximity01 — Smart tether system

thumbnail_image2 — Smart tether system in Yape

e4sport — Vidation tests of the smart tether system (E4sport Lab, Lecco, 21/07/22)

IMG_20230210_121345 — First tests at Giuriati Sport Center (10/02/23)

freq_controller_ST_test2 - frame at 0m39s — Test at DEIB (26/02/23)

SCENARI APPLICATIVI

La progettazione di BUDD-e è affiancata dallo studio e dalla progettazione di spazi accessibili. Questo obiettivo sarà raggiunto attraverso l’applicazione e lo sviluppo di concetti di progettazione architettonica inclusiva e incentrata sull’utente che prevedono:
– Caratterizzazione del bisogno di orientamento e di segnaletica dell’utente;
– Definizione delle caratteristiche spaziali e funzionali ottimali;
– Definizioni di flussi innovativi e vincoli relativi all’accessibilità e alla fruibilità degli spazi.
I risultati porteranno a una migliore esperienza degli utenti all’interno di ospedali, centri sportivi, centri commerciali e centri culturali.

IMG_20230111_102210 — Giuriati Sport Center

310567497_409450914721599_3325762417712469817_n — ASST Grande Ospedale Metropolitano Niguarda

WhatsApp Image 2022-10-13 at 14.29.30 — ASST Grande Ospedale Metropolitano Niguarda

Niguarda1 — ASST Grande Ospedale Metropolitano Niguarda

Niguarda2 — ASST Grande Ospedale Metropolitano Niguarda

I partner del progetto Budd-e

NOTIZIE

Abbiamo scritto i seguenti articoli scientifici relativi al progetto:
- A. Rebecchi, M. Farina, G. Andreoni, L. Bascetta, S. Capolongo, M. Corno, A. Di Francesco, M. Galli, M. Gola, P. Perego, E. Lettieri, “Dar forma a spazi pubblici accessibili per le persone con limitazioni visive. L’esperienza di ricerca BUDD-e“, Journal of Technology for Architecture and Environment (TECHNE).
- M. Farina, P. Rattamasanaprapai, P. Marson, F. Camuncoli, M. Galli, “Design, realization, control, and validation of a smart tether system for a robotic guide for blind and visually impaired users”, IFAC World Congress 2023, July 9-14, Yokohama, Japan.
- M. Farina, E. Lettieri, T. Filippi, F. Zoccarato, P. Perego, A. Di Francesco e G. Toletti, “The freedom to run: developing an autonomous robot matching the needs of visually impaired citizens to technology opportunities“, Disability and Rehabilitation: Assistive Technology.
- J. Li, M. Corno, M. Farina, “A method to detect the sudden stopping in an assistive robot for the visually impaired people”, 2024 Modeling, Estimation and Control Conference (MECC 2024).
- M. Farina, L. Mozzarelli, L. Cattaneo, P. Rattamasanaprapai, E. A. Tagarelli, M. Corno, P. Perego, G. Andreoni, E. Lettieri. BUDD-e: an autonomous robotic guide for blind and visually impaired users. Sottoposto per pubblicazione a IEEE Transactions on Control Systems Technology.
Abbiamo sottoposto il brevetto sociale “METODO E SISTEMA DI GUIDA COMPRENDENTE UN CAVO DI TRAZIONE PER UTENTI CON DISABILITÀ VISIVE E ASSIEME ROBOTICO COMPRENDENTE DETTO SISTEMA” (Domanda numero: 102022000025638, Data di presentazione: 14/12/2022).
Le seguenti Tesi stanno contribuendo allo sviluppo del progetto BUDD-e:
- “Design, realization, and control of a smart tether system for a robotic guide for blind and visually impaired users” di Panita Rattamasanaprapai, Tesi di Laurea Magistrale, discussa il 22/07/2022
- “Development, control and validation of a guide robot for blind and partially sighted users” di Paolo Marson, Tesi di Laurea Magistrale, discussa il 20/12/2022.
- “Development of a distance controller for a robotic guide for blind and visually impaired users and customization for wayfinding in healthcare facilities” di Eleonora Tagarelli, Tesi di Laurea Magistrale, discussa il 05/10/2023. La tesi è risultata vincitrice del Premio di Laurea Claudio Maffezzoni, Anno 2023.
- “Advancing Impact Assessment in Health Care: a Generalized Social Return On Investment Framework and its application on a blind-assistive autonomous robot ” di Michela Misley ed Emma Vacchelli, Tesi di Laurea Magistrale, discussa nel 2023.
- “Navigation algorithms for autonomous robots in pedestrian areas“, Luca Mozzarelli, Tesi di Dottorato, Anno Accademico 2023/2024.
- “Towards the development of an autonomous guide for visually impaired users for sport activities”, di Virginia di Mauro e Manuel Nava, Tesi di Laurea Magistrale, discussa il 16/07/2024.
- “Development of an autonomous guide robot with application to navigation in structured spaces and to sport training” (titolo provvisorio), Jinyang Li, Tesi di Dottorato in corso.
- “Control and navigation issues in assistive robotics” (titolo provvisorio), di Davide Pizzocheri e Andrea Porfiri, Tesi di Laurea Magistrale in corso.
Ricoloscimenti e premi:
- Nell’ambito dell’iniziativa “Innovazione in sanità digitale”, organizzata da Agenas in collaborazione con la Sics srl, all’ASST Grande Ospedale Metropolitano Niguarda e al Politecnico di Milano è stato assegnato, il 23 novembre 2023, il premio “Innovatività del progetto in relazione all’uso dell’ICT – concretezza – sostenibilità e replicabilità” per il “Progetto Budd-e: un robot al servizio di chi non vede”. Video disponibile qui. In questo contesto abbiamo pubblicato l’articolo “Sperimentazione di BUDD-e, un robot al servizio di ciechi e ipovedenti”, di Marcello Farina, Emanuele Lettieri, Guido Meregalli, nel “Quaderno di Monitor” di Marzo 2024, supplemento della rivista semestrale Monitor, AGENAS.
- Il nostro progetto è risultato finalista del premio “Make to Care” 2023, indetto da Sanofi.
Partecipazione a manifestazioni, eventi e congressi:
- Il giorno 19/05/2023 abbiamo partecipato agli Accessibility Days presentando una sessione dal titolo “Innovare l’accessibilità di ciechi/ipovedenti: un droide autonomo per orientarsi e correre“.
- Il giorno 27/06/2023 sono state sperimentate con successo le capacità e le funzionalità di BUDD-e presso l’ASST Grande Ospedale Metropolitano Niguarda con la partecipazione di volontari di Fondazione Istituto dei Ciechi di Milano, Real Eyes Sport, Unione Italiana dei Ciechi e degli Ipovedenti.
- Il giorno 22 ottobre abbiamo tenuto un seminario dal titolo “Development, control, and validation of a guide robot for blind and partially sighted users” all’interno del Workshop on Applications and Challenges for Assistive Robotics alla 5a Conferenza Italiana di Robotica e Macchine Intelligenti (I-RIM), 20-22 Ottobre 2023 – Fiera di Roma.
- Il nostro progetto è stato presentato alla Maker Faire di Roma nei giorni 20-22 ottobre 2023.
- Il 12 ottobre 2024 abbiamo partecipato all’evento “POLIMI Parasport for all“, organizzato da Politecnico di Milano.
- Il 2 dicembre 2024 parteciperemo all’iniziativa “POLIMI INCLUSION: oltre la vista“, organizzato da Politecnico di Milano.
- Il 18 dicembre, nell’ambito della conferenza internazionale 2024 Conference on Decision and Control, che si terrà presso Allianz MiCo, Milan Convention Centre, Italy, terremo una sessione dal titolo “The Budd-e Project for blind and visually impaired users” (ore 12:00 – 13:30, sala Amber 2, piano 2). In seguito sarà possibile provare BUDD-e durante la DEMO session dedicata.