Physik | Technik

 

Valentin Moritz Frank, 2001 | Jaberg, BE
Nicola Daniel Hadorn, 2001 | Bremgarten bei Bern, BE

 

Die WHO schätzt die Zahl sehbehinderter Menschen weltweit auf 285 Millionen, wovon 39 Millionen blind sind. Der Alltag stellt für betroffene Personen nach wie vor eine grosse Hürde dar. Abwärtsstufen, zum Beispiel Treppen oder Abgänge, sind für sehbehinderte und blinde Personen schwer zu erkennen und können deswegen zu schlimmen Stürzen führen. Ein weiteres Problem besteht bei der geradlinigen Fortbewegung auf ein Ziel hin, etwa bei der Überquerung eines grossen Platzes oder einer Strasse. Betroffene Personen erachten daher ein elektronisches Gerät mit Abwärtsstufenerkennungs- und Peilungsfunktion zur geradlinigen Fortbewegung als grosse Notwendigkeit. Recherchen haben jedoch ergeben, dass ein solches Gerät auf dem Markt noch nicht existiert. Ziel dieses Projektes ist es daher, exemplarisch ein elektronisches Hilfsgerät zu entwickeln, das zur Lösung der genannten Probleme beiträgt. Nach Abschluss der Entwicklungs- und Testphase präsentiert sich ein Gerät, das die definierten Ziele vollumfänglich erreicht. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass das entwickelte Gerät ein hohes Mass an individueller Mobilität, Sicherheit und Selbstständigkeit ermöglicht und somit einen entscheidenden Faktor für die gesellschaftliche Teilhabe blinder und sehbehinderter Menschen darstellt.

Fragestellung

Zu Beginn dieses Projektes stand folgende Leitfrage im Zentrum: «Wie kann eine blinde oder sehbehinderte Person mithilfe eines elektronischen Gerätes auf Kurs gehalten und vor Abgründen gewarnt werden?»

Methodik

Anfangs war der intensive Austausch mit betroffenen Personen und Fachpersonen unabdingbar. Hierbei standen vor allem die besonderen Bedürfnisse sehbehinderter und blinder Personen im Zentrum. Um die genannten Probleme zu lösen und somit die Fragestellung zu beantworten, wurden drei Prototypen und ein definitives Gerät entwickelt. Dafür wurden die folgende Hypothese und eine Lösungsstrategie vorgeschlagen: «Die Abwärtsstufenerkennung soll mithilfe geeigneter Laser-Distanzsensoren realisiert werden, die in einem gewissen Winkel zum Boden ausgerichtet sind und den Untergrund permanent abscannen. Anhand dieser Daten wird in der Software auf eine sprunghafte Vergrösserung der Distanzmesswerte geachtet. Die Peilungsfunktion wird durch einen elektronischen Kompass erreicht, der taktile Anweisungen zur geradlinigen Verfolgung eines gewünschten Zieles erteilt.» Während der Entwicklungs- und Testphase fand ein reger Austausch mit dem Schweizerischen Blinden- und Sehbehindertenverband statt.

Ergebnisse

Nach der Entwicklungsphase wurde ein definitives Gerät präsentiert, das betroffene Personen vor Abwärtsstufen warnt. Zudem kann die benutzende Person per Knopfdruck eine beliebige Himmelsrichtung speichern. Zwei kleine Zusatzgeräte geben der benutzenden Person spürbare Anweisungen, in welche Richtung korrigiert werden muss, um die gewünschte Richtung zu halten. Die Zusatzgeräte warnen ebenfalls durch eine Vibration vor einer bevorstehenden Abwärtsstufe. Beide Funktionen wurden vom Schweizerischen Blinden- und Sehbehindertenverband getestet. In ihrem Bericht über diese Testphase wird festgehalten, dass die definierten Ziele des Gerätes klar erreicht werden. Einerseits biete das Gerät eine Peilungsfunktion mit geringem Abweichungsfaktor, andererseits sei eine zuverlässige Stufenerkennung auch in unterschiedlichen Umgebungen möglich. Bei der metrischen Auswertung der beiden Systeme hat sich herausgestellt, dass die Stufenerkennung mit einer Zuverlässigkeit von bis zu 98 Prozent funktioniert. Die Peilungsfunktion weist eine durchschnittliche Abweichung von rund einem Meter auf dreissig Meter Distanz auf.

Diskussion

Wie aus den aufgezeigten Ergebnissen und den Rückmeldungen betroffener Personen hervorgeht, kann die Fragestellung lückenlos mit der anfänglich aufgestellten Hypothese beantwortet werden. Grosses Verbesserungspotenzial besteht bei der Grösse des entwickelten Gerätes. Zudem könnte die Zuverlässigkeit der Stufenerkennung, beispielsweise durch den Einsatz von Bilderkennungssoftware, noch weiter erhöht werden.

Schlussfolgerungen

Der nächste Schritt wäre nun, eine Institution zu suchen, die das Projekt weiterführen und auf den Markt bringen könnte. Mit dem vorliegenden Projekt ist es gelungen, einen Grundstein zu legen, um die Selbstständigkeit im Alltag und die gesellschaftliche Teilhabe sehbehinderter und blinder Personen nachhaltig zu verbessern.

 

 

Würdigung durch den Experten

Dr. Alberto Calatroni

Sehbehinderte Menschen werden in ihrer Mobilität mit vielen Gefahren wie Stufen und Abgründen konfrontiert. Auch einer gewünschten Richtung stabil zu folgen ist für sie eine Herausforderung. Die vorliegende Arbeit stellt eine hilfreiche technische Lösung vor: das vorgeschlagene tragbare System kann mittels Distanzsensoren und entsprechenden Algorithmen Abgründe erkennen und die Person rechtzeitig davor warnen. Ebenso bietet das System eine Peilungsfunktion an. Die hochqualitative Arbeit wurde praxisorientiert durchgeführt und erreicht gleichzeitig ein sehr hohes wissenschaftliches Niveau.

Prädikat:

hervorragend

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Technische Fachschule Bern
Lehrer: Bruno Bützer