HANDICAP
E TECNOLOGIA
TIPI DI HANDICAP
•
•
•
•
•
Handicap motori
Handicap cognitivi
Handicap della vista
Handicap dell’udito
Handicap della parola
TIPI DI PROBLEMA
• Miglioramento della qualità della vita
– Miglior interazione con l’ambiente
– Migliore comunicazione
– Migliore vita affettiva
• Apprendimento
– Inserimento scolastico
• Inserimento nel mondo del lavoro
IL SUPPORTO DELLA
TECNOLOGIA
• Ausili alla mobilità:
– Carrozzine a motore
– Functional Electrical Stimulation
• Casa Intelligente
• Strumentazione dedicata
• Strumentazione speciale per l’uso del
computer
IL SUPPORTO DELLA
TECNOLOGIA
• Software di interfacciamento della
strumentazione
• Software didattico
• Tempo libero
IL SUPPORTO DELLA
TECNOLOGIA
• Telematica:
–
–
–
–
–
Presenza di siti dedicati
Comunicazione con il mondo
Comunicazione con gli amici
Corsi on line
Telelavoro
STRUMENTAZIONE SPECIALE
• Dispositivi di input per disabili motori
• Dispositivi di output per disabili
sensoriali
• Comunicatori simbolici
• Controlli ambientali
DISPOSITIVI DI INPUT
•
•
•
•
Soluzioni alternative alla tastiera
Dispositivi di puntamento
Sistemi a scansione
Riconoscimento vocale
DISPOSITIVI DI OUTPUT
•
•
•
•
•
•
•
•
Al posto di monitor, audio o stampante
Codice Braille
Sintesi vocale
Riproduzione di musica
Sistemi di ingrandimento (hw/sw)
Dizionario gestuale
Dispositivi telefonici
Sistemi di videocomunicazione
COMUNICATORI
•
•
•
•
•
•
•
Per chi non può utilizzare la voce
Voce sintetizzata
Voce umana preregistrata
Lingua scritta
Selezione diretta tramite dispositivo
Selezione tramite sensori
Selezione a scansione
CONTROLLO AMBIENTALE
• Telecomandi programmabili
– Per trasferire le funzioni dei vari
telecomandi in un semplice dispositivo che
controlla anche luce, telefono, porte, ecc.
– Controlli anche tramite sensore e
scansione o voce
CONTROLLO AMBIENTALE
• Controlli remoti
– Attraverso il telefono e la voce si attivano vari
apparati:
• Luce, gas, computer, finestre, porte, riscaldamento,...
• Telesoccorsi
– Per disabili che passano molto tempo da soli
– Viene inviato un allarme telefonico
AUSILI
ALL’APPRENDIMENTO
•
•
•
•
•
Educazione linguistica
Educazione logico-matematica
Grafica ed animazione
Educazione musicale
Produzione ipermediale
AUSILI
ALL’APPRENDIMENTO
• Software di supporto alle disabilità
motorie e visive
• Supporti all’attenzione e alla lettura
• Linguaggi iconici
– Da usare con PC o con strumentazione per
la comunicazione aumentativa
LA SPERIMENTAZIONE
AL BESTA
L’Istituto Besta e’ Centro di Riferimento
italiano per le paralisi cerebrali infantili
 Da circa 15 anni viene sperimentata la
riabilitazione cognitiva attraverso PC
Successi per tutti i bambini con parziale
attività motoria coordinata
LA SPERIMENTAZIONE
AL BESTA
L’Istituto Besta e’ Centro di Riferimento
italiano per le paralisi cerebrali infantili
 Da circa 15 anni viene sperimentata la
riabilitazione cognitiva attraverso PC
Successi per tutti i bambini con parziale
attività motoria coordinata
DEVICES DI INPUT
IN COMMERCIO
Puntatori laser a controllo oculare
tastiere speciali
interfacce vocali
puntatori luminosi su casco
mouse applicati al corpo
trackballs
DEVICES DI INPUT
IN COMMERCIO
sensori a sfioramento
occhiali con rilevatore di battito di ciglia
sensori a contatto umido per lingua o pelle
.....
PROBLEMI DELLA
TETRAPLEGIA SEVERA
 Anartria e mancanza di movimento
coordinato
per tutti i devices citati è necessario un
minimo coordinamento o l’articolazione del
linguaggio
PROBLEMI DELLA
TETRAPLEGIA SEVERA
Es. per sensori a controllo oculare
 alti costi
raggio laser nell’occhio per tempo
prolungato
difficolta’ del sensore a seguire gli
spostamenti della testa
occhiali da indossare
PROBLEMI DELLA
TETRAPLEGIA SEVERA
Eccessivo sforzo attenzionale
il paziente inizia ad usare il PC ma si
scoraggia dopo breve tempo
ambienti dedicati
sw a scansione troppo lento
IL NUOVO SISTEMA
HW
sensore ad infrarossi
riflette un raggio di luce trasmesso nella
gamma infrarosso
interponendo davanti al fascio un ostacolo
il raggio si riflette
un fototransistor converte il fascio in un
segnale elettrico
IL NUOVO SISTEMA
HW
una serie di filtri ripulisce i disturbi dovuti
ad altre luci
la distanza utile di lavoro è tarata a circa
30 cm ma può arrivare a oltre 50 cm
un supporto flessibile permette di
posizionarlo vicino al paziente
IL NUOVO SISTEMA
SW
utilizza un solo bit proveniente dal sensore
attraverso la porta parallela
un timer distingue la differenza fra click,
doppio click e spostamento
utilizza le API di Windows per il controllo
del mouse
IL NUOVO SISTEMA
SW
L’output e’ una freccia lampeggiante che
segue il puntatore mouse
il mouse resta sempre attivo
elimina la necessita’ di movimento
coordinato
sw completamente portabile scritto in
linguaggio macchina e in Windows
LA SPERIMENTAZIONE
Attualmente 2-5 bambini
attivazione indipendente dalla qualità del
movimento
utilizzo di giochi (memory, tris, dama, ecc.)
e di tastiera su schermo
uso di Windows
entusiasmo e miglioramento della
destrezza
PROSPETTIVE
Miglioramento dell’interfaccia
Finestra di controllo dei parametri:
Regolazione sensibilita’ sensore
Velocita’ di scorrimento
Grandezza del quadrante
Regolazione numero e velocita’ click
PROSPETTIVE
Altri utilizzi:
comando per la carrozzella
telecomando per il controllo dell’ambiente
display grafico a menu
sw utilizzabile con altri sensori
Interfaccia uomo/macchina utile anche per
gradi diversi di disabilità e situazioni specifiche
• MOTORE NEURALE
PER
L’ELABORAZIONE IN
TEMPO REALE DI
SEGNALI MINDDRIVE
SCOPO DEL LAVORO
• IMPLEMENTARE UN METODO PER
RICONOSCERE I SEGNALI RILEVATI DA
MIND DRIVE DURANTE UN DETERMINATO
STATO DI VOLONTA’ DEL SOGGETTO.
• IN QUESTO MODO E’ POSSIBILE
UTILIZZARE LO SFORZO DI VOLONTA’
DEL SOGGETTO PER ATTIVARE
PUNTATORI, COMANDI, DISPOSITIVI
ELETTRICI.
VARIABILITA’ DEI SEGNALI
• I SEGNALI RILEVATI DA MIND DRIVE
VARIANO SENSIBILMENTE DA UN
SOGGETTO ALL’ALTRO ED AL
VARIARE DI:
– STATO D’ANIMO
– CONDIZIONI FISICHE
– CONDIZIONI ESTERNE
VARIABILITA’ DEI SEGNALI
• I METODI CLASSICI DI
ELABORAZIONE DEI SEGNALI
RICERCANO REGOLARITA’
ASSOLUTE E QUINDI SONO
INADEGUATI
VARIABILITA’ DEI SEGNALI
• I METODI AVANZATI DI INTELLIGENZA
ARTIFICIALE RICHIEDONO INSIEMI DI
REGOLE O DI ESEMPI PREFISSATI
• LE RETI NEURALI AUTOORGANIZZANTI
NON RICHIEDONO ESEMPI MA SONO
TROPPO LENTE PER IL TEMPO REALE
IL MOTORE NEURALE
• IL NOSTRO MODELLO E’
UN’EVOLUZIONE DELLA RETE
AUTOORGANIZZANTE DI T.
KOHONEN (SELF-ORGANIZING MAP)
• NON RICHIEDE CONVERGENZA
DELLA RETE, OSSIA PUO’
FUNZIONARE IN TEMPO REALE
IL MOTORE NEURALE
CAMPIONAMENTO MIND DRIVE
IL MOTORE NEURALE
• CLASSIFICA I CAMPIONAMENTI
PROVENIENTI DA MIND DRIVE E LI
TRADUCE IN CODICE BINARIO
• RICONOSCE IL CODICE QUANDO IL
SOGGETTO LO GENERERA’
NUOVAMENTE
IL MOTORE NEURALE
• NEL MOMENTO IN CUI RICONOSCE
IL SEGNALE DESIDERATO, IL
MOTORE NEURALE EMETTE UN
“FLAG” CHE PUO’ ESSERE LETTO
DA QUALSIASI ALTRO PROGRAMMA
ED UTILIZZATO IN MOLTI MODI
IL MOTORE NEURALE
• CON L’ALLENAMENTO
(BIOFEEDBACK) SI PUO’
MIGLIORARE IL CONTROLLO DEL
PROPRIO SEGNALE RENDENDO
L’ATTIVAZIONE DEI COMANDI PIU’
AGEVOLE E VELOCE
APPLICAZIONI POSSIBILI
• ATTIVAZIONE DI UN ALLARME PER
DISABILI GRAVI
• ATTIVAZIONE DI ATTUATORI (LUCE
ACCESA/SPENTA, CARROZZINA
ATTIVA/FERMA, TELEVISORE
ACCESO/SPENTO, ECC.)
APPLICAZIONI POSSIBILI
• WORD PROCESSOR A SCANSIONE
• INTERFACCIAMENTO AL CLICK DEL
MOUSE
• RIABILITAZIONE COGNITIVA
APPLICAZIONI POSSIBILI
• TERAPIA DEL
DOLORE/RIABILITAZIONE MOTORIA
(BIOFEEDBACK)
• COORDINAMENTO MENTALE DELLA
FUNCTIONAL ELECTRICAL
STIMULATION (FES) PER IL
MOVIMENTO DEI TETRAPLEGICI
• …….
ESEMPIO DI UTILIZZO
• INTERFACCIA PROTOTIPALE IN
VISUAL BASIC
• INTERAGISCE CON IL MOTORE
NEURALE
• LA SCHERMATA INIZIALE PREPARA
L’APPRENDIMENTO DEL MOTORE
NEURALE
ESEMPIO DI UTILIZZO
• IL PROGRAMMA CHIEDE AL
SOGGETTO DI RILASSARSI
• POI DI CONCENTRARSI
INTENSAMENTE
ESEMPIO DI UTILIZZO
• A QUESTO PUNTO IL SOGGETTO E’
PRONTO PER INTERAGIRE CON IL
PROGRAMMA
• IL SOGGETTO ATTIVA I BOTTONI
CONCENTRANDOSI INTENSAMENTE
• UN CURSORE REGOLA LA SENSIBILITA’
DEL MOTORE NEURALE (UTILE PER IL
TRAINING)
ESEMPIO DI UTILIZZO
• I BOTTONI VENGONO EVIDENZIATI
PER SCANSIONE
• E’ POSSIBILE ANCHE ATTIVARE
L’USCITA DAL PROGRAMMA
• O TORNARE DAI
SOTTOPROGRAMMI DAL MENU
INIZIALE
SVILUPPI FUTURI
• AMPLIAMENTO DELLE
FUNZIONALITA’ DELL’INTERFACCIA
• CONNESSIONE AD ALTRI
PROGRAMMI MIND DRIVE
• CONNESSIONE A DISPOSITIVI
ELETTRICI O ELETTRONICI ESTERNI
• PUNTATORE MOUSE ATTIVATO
DALLA VOLONTA’
• …….