Sensorik Rollstuhl-Steuerung einfach per Kopfbewegung

Mittels Sensoren, die am Hut des Rollstuhlfahrers angebracht sind, kann der Rollstuhl durch Bewegungen des Kopfes intuitiv gesteuert werden.
Mittels Sensoren, die am Hut des Rollstuhlfahrers angebracht sind, kann der Rollstuhl durch Bewegungen des Kopfes intuitiv gesteuert werden. Hier das Team der Universität des Saarlandes, das die Sensorsteuerung entwickelt hat.

Studenten der Saar-Uni Saarbrücken haben ein Sensorsystem entwickelt, das es möglich macht, einen Elektrorollstuhl nur mit Kopfbewegungen zu steuern. Es beruht auf empfindlichen Sensoren, die am Rollstuhl und – versteckt beispielsweise in einem Hut – am Kopf des Rollstuhlfahrers angebracht sind.

Der Rollstuhl fährt nach links, wenn der Fahrer seinen Kopf nach links dreht, er beschleunigt nach kurzem Nicken, wird langsamer, wenn der Kopf leicht zurückgelegt wird, und kommt so auch zum Stehen. Ein erneutes Zurücklegen des Kopfes, nachdem der Rollstuhl gestoppt hat, löst den Rückwärtsgang aus.

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Mehr Autonomie für Rollstuhlfahrer

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Die Sensor-Steuerung, die das Studenten-Team entwickelt hat, ist intuitiv und ermöglicht dem Fahrer, seinen Rollstuhl ganz berührungslos, nur mit kleinen Kopfbewegungen zu lenken. »Wir setzen hierbei eine Kombination aus Drehraten- und Beschleunigungssensoren ein«, erklärt Studentin Ida Stapf. Die 22-Jährige hat die Steuerung gemeinsam mit Claudia Daut, Tobias Zengerle, Julian Joppich, Manuel Quaring und Vlad Serea entwickelt.

Der Mix aus Drehraten- und Beschleunigungssensoren ist sowohl am Rollstuhl als auch am Kopf des Fahrers befestigt. »Die Sensoren können unauffällig etwa in einem Stirnband oder einem Hut untergebracht werden«, sagt Ida Stapf. »Die Drehratensensoren ermitteln ständig, um welchen Winkel sich Kopf und Rollstuhl drehen, die Beschleunigungssensoren messen vor allem, in welche Richtung sie selbst geneigt werden. Beide Sensoren arbeiten dabei zusammen und stimmen letzte Feinheiten ab.«

Die Messdaten, die die Sensoren an Rollstuhl und Kopf aufzeichnen, laufen in einem Mikrocontroller am Rollstuhl zusammen, sozusagen im Gehirn des Systems: Hier wird anhand von mathematischen Gleichungen berechnet, wie der Kopf des Fahrers in Bezug zum Rollstuhl ausgerichtet ist, es werden Schlussfolgerungen aus den Kopfbewegungen gezogen und entsprechende Befehle an die Lenkung des Rollstuhls weitergeschickt. »Diese Befehle speisen wir einfach über das Kabel der am Rollstuhl vorhandenen Steuerung ein«, erklärt Claudia Daut. »Es ist auch möglich, von der Kopfsteuerung auf manuelle Steuerung umzuschalten; dann werden die Bewegungsdaten eines Joysticks zur Lenkung herangezogen.«