Computerwetenschappers van de TU Graz hebben een op een camera gebaseerd AI-beeldherkenningssysteem voor een schoen ontwikkeld dat blinden en slechtzienden waarschuwt voor obstakels.

Mensen met een visuele beperking weten vaak op een bewonderenswaardige manier de weg te vinden in een voor hen onbekende omgeving. Aan de hand van wat zij voelen met hun wandelstok en aan omgevingsgeluiden kunnen zij afleiden waar ze ongeveer zijn. Toch kunnen obstakels als bijvoorbeeld slordig geparkeerde fietsen tot grote problemen leiden. Maar het kan ook anders. De slimme Innomake-schoen van het Oostenrijkse bedrijf Tec-Innovation kan waarschuwen voor obstakels op de stoep.

“Ultrasone sensoren op de neus van de schoen detecteren obstakels tot op vier meter afstand”, zegt Markus Raffer, een van de oprichters van Tec-Innovation en zelf slechtziend. “De drager wordt dan gewaarschuwd door trillende en/of akoestische signalen. Dit werkt heel goed. Het is voor mij persoonlijk al een grote hulp.”

Trappen en gaten

Reeds in de ontwikkelingsfase ontdekten Raffer en zijn mede-oprichter Kevin Pajestka dat het detecteren van een obstakel alleen niet voldoende is. Met name het type hindernis en de richting ervan zijn van cruciaal belang. Vooral als de route naar beneden leidt, zoals bij trappen. Maar ook bij gaten. “Ik krijg via de schoen niet alleen de waarschuwing dat ik voor een obstakel sta. Ik krijg ook informatie over de aard van het obstakel. Want het maakt een groot verschil of dat nu een muur is, een auto of een trap,” legt Raffer uit.

Sinds 2016 werkt Tec-Innovation samen met de Technische Universiteit Graz. De onderzoekers daar hebben nu een op camera’s gebaseerde aanvulling op de eerste versie van het product gebouwd. “We hebben ultramoderne deep-learning algoritmen ontwikkeld. Deze kunnen twee dingen doen na het herkennen en interpreteren van de beeldinhoud. Aan de hand van camerabeelden vanuit het voetperspectief bepalen zij een gebied dat vrij is van obstakels en dus veilig is om op te lopen. En ze kunnen objecten herkennen en onderscheiden,” legt computerwetenschapper Friedrich Fraundorfer uit.

Momenteel werkt Tec-Innovation aan de integratie van het systeem – camera plus processor – in een prototype van een schoen. Die moet zowel robuust zijn, als comfortabel om te dragen. Aan de Technische Universiteit van Graz zijn ze al een stap verder gegaan. De onderzoekers daar willen alle informatie die de schoen verzamelt terwijl de drager ermee op stap is, combineren tot een soort Streetview-navigatiekaart voor visueel gehandicapten. “Zoals het er nu voor staat, profiteert alleen de drager van de data die de schoen tijdens het lopen verzamelt,” zegt Fraundorfer. “Het zou veel duurzamer zijn als deze gegevens als navigatiehulp aan andere mensen ter beschikking konden worden gesteld.”

Momenteel wordt bij het Oostenrijkse Bureau voor Onderzoeksbevordering FFG een financieringsaanvraag ingediend voor het bouwen van een dergelijke Streetview-kaart voor blinden en slechtzienden. Het is echter nog onduidelijk wanneer dergelijke navigatieondersteuning werkelijkheid zal worden. Volgens Fraundorfer vormt de voortdurende uitbreiding en bijwerking van de kaart het grootste probleem. Ook zoeken de wetenschappers nog een oplossing voor het koppelen “met eerdere gegevens en de IT-aansluiting van het schoensysteem”. Toch is hij er zeker van dat de blindenstok op den duur overbodig zal worden. 

“In ieder geval zullen we ons met dit onderwerp blijven bezighouden. Want in onze sterk innoverende wereld moet een alternatief voor de meer dan 90 jaar oude blindenstok ook mogelijk zijn.”

Bron: Innovation Origins
Datum: 11 mei 2021