Des chercheurs de Stanford conçoivent une canne blanche de haute technologie qui éloigne les utilisateurs des obstacles

Des ingénieurs de l’Université de Stanford ont tenté d’améliorer la canne blanche standard, utilisée pour aider les personnes malvoyantes à se déplacer de manière autonome et en toute sécurité. Dans une nouvelle étude cette semaine, leur conception, simplement nommée la canne augmentée, semblait améliorer la vitesse de marche et les compétences de navigation des personnes voyantes et malvoyantes. Les scientifiques affirment que leur conception open source devrait permettre à cette technologie d’atteindre plus facilement la communauté des malvoyants.

Les cannes pour la navigation sont utilisées depuis des siècles par des personnes malvoyantes et aveugles. Mais ce n’est qu’au début du 20e siècle que la canne blanche – le blanc est censé rendre la canne plus facilement visible pour les autres –devenu synonyme d’assistance visuelle. Malgré cette longue histoire, seul un faible pourcentage des personnes éligibles utilisent des cannes blanches (8 %, selon une estimation). Les cannes ne sont pas une solution parfaite pour détecter les obstacles en marchant, même après la formation approfondie nécessaire à leur utilisation, et il existe d’autres méthodes de navigation, comme un chien-guide, qui peuvent être préférées.

Patrick Slade, doctorant en robotique à Stanford, s’était concentré sur les moyens d’améliorer la mobilité grâce à des exosquelettes ou des prothèses. Mais pendant son séjour au laboratoire de systèmes intelligents de Stanford, il a commencé à se renseigner sur les nouveaux développements dans l’amélioration des véhicules autonomes. Cela l’a amené à se demander si certains de ces travaux pouvaient être appliqués à amélioration de la canne classique et fabrication c’est plus utilisable pour une grande variété d’environnements.

« Les défis de la communauté malvoyante sont bien documentés dans la littérature de recherche, mais leurs méthodes de navigation et leurs solutions préférées dépendent de nombreux facteurs tels que le niveau de déficience visuelle, la forme physique, les revenus, l’emplacement/la possibilité de marcher dans leur quartier, etc.  » Slade a déclaré à Gizmodo dans un e-mail.

La canne augmentée, qui est décrite dans un nouveau étudier publié dans Science Robotics, présente deux différences majeures par rapport à une canne blanche typique. Près de la base, il y a un appareil rempli de divers capteurs, y compris une caméra, qui collecte des informations sur l’environnement autour de la personne, y compris des données GPS et LIDAR (LIDAR utilise la lumière laser réfléchie pour estimer à quelle distance se trouvent d’autres objets). Au pied de la canne, il y a une roue omnidirectionnelle qui vient avec des réglages pour ajuster la vitesse de marche d’une personne et un retour haptique pour pousser l’utilisateur à se diriger vers la gauche ou la droite selon ses besoins (le même concept de base est vu dans les contrôleurs de jeux vidéo qui vibrer en réponse aux actions du jeu). En théorie, l’appareil devrait détecter les obstacles potentiels à venir et aider à naviguer dans des endroits inconnus.

Pour tester leur canne, Slade et son équipe ont demandé à des personnes malvoyantes et voyantes (24 au total) de relever une série de défis de navigation dans des environnements extérieurs et intérieurs. Les voyants étaient novices dans l’utilisation d’une canne, tandis que les malvoyants avaient au moins quelques années d’expérience ; tous avaient les yeux bandés au préalable. La canne augmentée a semblé surpasser la canne blanche lors de ces tests.

« Nos résultats expérimentaux ont montré que pour toute une gamme de tâches à l’intérieur et à l’extérieur, les personnes malvoyantes ont choisi de marcher plus vite lorsqu’elles utilisaient la canne augmentée par rapport à une canne standard. Cela signifie que notre appareil offre certains avantages en matière de mobilité », a déclaré Slade. « De plus, nous avons fait des expériences pour montrer que notre appareil pouvait fournir une assistance qu’une canne normale ne pouvait pas (par exemple, se diriger vers une pièce ou un objet spécifique dans un cadre intérieur, comme aller dans un café dans un centre commercial). »

Il y a eu des tentatives pour développer des cannes dites intelligentes dans le passé. Mais un obstacle majeur à leur utilisation généralisée a inclus prix, certains appareils coûtant plus de 1 000 $, par rapport à la canne standard, qui peut coûter aussi peu que 20 $. Certains chercheurs ont également critiqué le manque d’implication des utilisateurs de canne malvoyants pendant le développement, ce qui peut conduire à des dispositifs qui n’offrent pas vraiment de nombreux avantages supplémentaires.

Slade dit que la canne de son équipe a été co-conçue avec l’aide de personnes malvoyantes, qui ont fourni des commentaires sur ce qu’elles attendraient d’une canne intelligente. Il a noté qu’il est peu probable qu’une conception unique réponde aux besoins de tout le monde, mais ils ont essayé de couvrir autant de bases que possible.

« Un résultat que j’ai trouvé surprenant était que les participants malvoyants avaient en moyenne 20 ans d’expérience avec une canne blanche, mais ont eux-mêmes choisi une vitesse de marche plus rapide avec notre appareil après seulement 5 minutes d’entraînement. Cela me suggère que notre méthode de retour haptique est précise et que le fait de relayer des informations sur l’environnement à l’utilisateur pourrait améliorer sa confiance et lui permettre de marcher plus vite », a noté Slade.

L’équipe a également téléchargé leur conception dans une base de données open source, ce qui signifie que d’autres peuvent désormais l’améliorer. Ils ont déjà identifié des pistes de mises à niveau possibles, à condition qu’ils disposent de plus de temps et de ressources pour le développer davantage. Ils visent notamment à alléger les futures versions de la canne.

« Bien que notre appareil soit relativement peu coûteux (400 $), open source et léger (~ 2 livres) par rapport à d’autres appareils de recherche, il peut certainement être amélioré pour devenir un produit. Par exemple, chaque participant a commenté le poids du prototype dans une enquête de suivi », a-t-il déclaré. « Je pense que la technologie et les logiciels sont disponibles pour en faire un appareil vraiment convivial et facile à utiliser.

À l’avenir, a-t-il ajouté, il est possible que l’appareil ne nécessite que quelque chose d’aussi simple qu’un smartphone et un accessoire de roue pour fonctionner, ce qui permet aux utilisateurs d’ajouter facilement à leur canne existante et de les retirer lorsqu’ils ne sont pas nécessaires.