Doctoraatsverdediging

Faculty of Engineering Science
Shared Control for Intelligent Wheelchairs: Estimation of the User Intention Based on an Implicit Personalized User Model (Gedeelde controle voor intelligente rolstoelen: schatting van de gebruikersintentie, gebaseerd op een impliciet gepersonaliseerd gebruikersmodel)
Doctorandus/a PhD student
  Name: Dirk Vanhooydonck
Promotie / Defence
  When: 21.03.2007, 13h30
  Language: English
  Where: aula Arenbergkasteel, 01.07, Kasteelpark Arenberg 1, 3001 Heverlee
 
Promotor / Supervisor
  Prof. dr. ir. Hendrik Van Brussel (promotor)
  Prof. dr. ir. Marnix Nuttin (promotor)
 
Samenvatting van het onderzoek / Summary of Research

Ouderen en gehandicapten hebben vaak te lijden van een beperkte mobiliteit, waardoor ze aangewezen zijn op een elektrische rolstoel. Het probleem van een aantal van deze mensen is echter dat hun handicap van die aard is dat ze niet meer de stuurcapaciteiten hebben die vereist zijn om met die rolstoel alledaagse manoeuvres uit te voeren, waaronder het vermijden van obstakels of het aanmeren aan een tafel. Bovendien kunnen er onveilige situaties ontstaan, zoals botsingen met obstakels of andere personen.Met het oog op een oplossing voor dit probleem, volgt dit doctoraat eenaanpak waarbij de rolstoel zelf ook van een zekere “intelligentie” wordt voorzien. Concreet betekent dit dat de elektrische rolstoel wordt uitgerust met afstandssensoren en een intelligent besturingssysteem (een computer). Het besturingssysteem gebruikt de informatie van de sensoren om,indien nodig, het inputsignaal van de rolstoelgebruiker te corrigeren naar een veilig signaal. Er bestaan reeds een aantal projecten aangaande intelligente rolstoelen, maar deze hebben een aantal gebreken. De twee belangrijkste zijn: (1) de gebruiker moet de modus van assistentie vaak manueel selecteren, wat zeer moeilijk kan zijn voor de gebruikers in onzedoelgroep, en (2) deze aanpakken incorporeren nauwelijks enige aanpasbaarheid aan de gebruiker, hoewel elke gebruiker een andere handicap heeften dus andere noden.Het doel van dit doctoraat is om voor deze gebreken een oplossing te zoeken. Twee belangrijke aspecten in dat kader zijn:*Schatting van de gebruikersintentie: om de correcte assistentie te kunnen leveren, zou het besturingssysteem eigenlijk een goed idee moeten hebben van wat de gebruiker wil in een bepaalde situatie. Vermits de gebruikers in onze doelgroep slechts beperkte mogelijkheden hebben om hun intentie manueel aan te geven, valt het te verkiezen dat het besturingssysteem de intentie zelf schat op basis van gebruikerssignalen en sensorinformatie.*Aanpasbaarheid aan de gebruiker: elke gebruiker heeft een andere handicap en andere noden. Wanneer het systeem niet gepersonaliseerd is, kan foute assistentie zelfs leiden tot verslechtering van het rijgedrag en frustratie.Daarom presenteert dit doctoraat een nieuw raamwerk voor een aanpasbareschatting van de gebruikersintentie. De aanpasbaarheid wordt bekomen door de kenmerkende eigenschappen van de gebruiker m.b.t. het besturen vaneen rolstoel, in rekening te brengen. Een impliciet gepersonaliseerd gebruikersmodel werd daarvoor geïntroduceerd. “Impliciet” staat voor het feit dat de parameters in het model geen vaste fysische betekenis hebben,maar geleerd worden op basis van voorbeelden, zoals bv. bij neurale netwerken. Het cruciale punt is hier om gepaste voorbeelden te verzamelen aangaande de rijvaardigheden van een specifieke gebruiker. Een procedure hiervoor werd in dit doctoraat uitgewerkt.Eens de intentie geschat is, moet er gepaste bijstand voor het navigeren verschaft worden aan de gebruiker. Om dat te bereiken werd een gedragsgebaseerde structuur aangewend, die gecombineerd werd met het implicietemodel. Experimenten, zowel in simulatie als op een reëel testplatform, valideren de voorgestelde aanpak.

 
Volledige tekst van het doctoraat / full text
http://hdl.handle.net/1979/805

 
Examencommissie / Board of examiners
  Prof. dr. ir. Hendrik Van Brussel (promotor)
  Prof. dr. ir. Marnix Nuttin (promotor)
  Prof. dr. Etienne Aernoudt (voorzitter/chairman)
  Prof. dr. Tom Holvoet (secretaris/secretary)
  Prof. dr. ir. Jozef Vander Sloten
  Prof. dr. ir. Herman Bruyninckx
  Prof. dr. Arthur Spaepen
  Prof. dr. Erwin Prassler , Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg