ShelfHelp: Uma Nova Ferramenta para Compradores com Deficiência Visual
Esse sistema ajuda pessoas com deficiência visual a fazer compras de forma mais independente usando uma bengala robótica.
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Índice
- Importância da Compra Independente
- Desafios Enfrentados por Pessoas com Deficiência Visual
- Visão Geral do Sistema ShelfHelp
- A Bengala Robótica
- Desenvolvimento do Sistema
- Como Funciona o ShelfHelp
- Localização de Produtos
- Associação de Dados
- Orientação de Planejamento
- Estudos Piloto
- Resultados do Estudo Piloto
- Direções Futuras
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Fazer compras no supermercado pode ser difícil para pessoas com deficiência visual (PDV). Com milhares de produtos nas prateleiras e muitos itens novos surgindo todo ano, é uma tarefa complicada até pra quem enxerga bem. Esse texto apresenta um sistema chamado ShelfHelp que tem como objetivo ajudar pessoas com deficiência visual a fazer compras de forma mais independente usando uma bengala robótica. A bengala não é só pra navegação, mas também tem funções pra ajudar a pegar produtos nos supermercados.
Importância da Compra Independente
Poder fazer compras sozinho é fundamental pra ter uma boa qualidade de vida. Pra pessoas com deficiência visual, precisar de ajuda na hora das compras pode acabar resultando em falta de privacidade e independência. Muita gente prefere não pedir ajuda de funcionários nas lojas, especialmente pra itens que querem manter em privado, como produtos de cuidados pessoais. O ShelfHelp deseja diminuir a necessidade de assistência humana pra localizar e pegar itens nas prateleiras do supermercado, melhorando assim a experiência de compras.
Desafios Enfrentados por Pessoas com Deficiência Visual
Fazer compras no supermercado envolve três tarefas principais: navegar pela loja, pegar produtos e examiná-los. Pessoas com deficiência visual costumam enfrentar desafios que tornam essas tarefas mais difíceis. Confiar apenas no toque pode ser ineficiente. Por exemplo, bancadas de cozinha podem ter itens cortantes ou quentes, o que gera preocupações com a segurança. Da mesma forma, os supermercados costumam ter muitos itens parecidos próximos uns dos outros, dificultando a identificação do produto certo só pelo toque.
Visão Geral do Sistema ShelfHelp
O ShelfHelp combina uma bengala robótica com tecnologia avançada pra ajudar pessoas com deficiência visual durante as compras no supermercado. O sistema inclui câmeras pra localizar produtos e um planejador que fornece instruções verbais pra guiar os usuários na hora de pegar itens. O objetivo é ajudar os usuários a encontrar e pegar produtos de forma eficaz, minimizando o tempo gasto na busca.
O sistema tem dois componentes principais:
- Algoritmo de Localização de Produtos: Uma forma inteligente de identificar a localização dos produtos nas prateleiras da loja usando uma câmera portátil.
- Sistema de Orientação para Manipulação: Ele dá comandos verbais pra ajudar os usuários a alcançar e pegar produtos rapidamente.
A Bengala Robótica
A bengala robótica usada no ShelfHelp é equipada com dois tipos de câmeras RealSense - D455 e T265. Essas câmeras ajudam com a percepção de profundidade e o rastreamento dos movimentos do usuário. Todo o sistema é alimentado por um laptop que o usuário carrega em uma mochila.
Quando usada como auxílio de navegação, a bengala fornece feedback auditivo e tátil pra ajudar os usuários a se moverem de forma eficiente. Como dispositivo de recuperação, ela dá instruções em áudio pra guiar o acesso aos produtos.
Desenvolvimento do Sistema
O design do sistema considera custo, utilidade e o potencial de expansão das capacidades. O objetivo original da bengala robótica era a navegação, mas o desenvolvimento do ShelfHelp reaproveita suas funções pra assistência nas compras. Muitos modelos anteriores de dispositivos de assistência têm limitações em termos de funcionalidade. Por isso, é vantajoso usar a tecnologia existente pra criar um dispositivo que ofereça assistência vital em ambientes de compras.
Como Funciona o ShelfHelp
Localização de Produtos
O localizador de produtos funciona em duas etapas principais pra ajudar os usuários a encontrar os itens desejados na prateleira. A primeira etapa envolve escanear a prateleira usando as câmeras. O sistema identifica áreas que provavelmente contêm o produto com base na visão da câmera. Na segunda etapa, ele compara essas áreas com uma imagem do produto alvo, permitindo uma identificação precisa.
Os usuários precisam apenas de uma imagem do produto que estão procurando. Essa imagem pode ser tirada quando o produto é comprado pela primeira vez ou baixada da internet. O sistema pode funcionar sem precisar se conectar à internet, tornando-se prático para uso no mundo real.
Associação de Dados
Pra ajudar o usuário a manter o controle dos produtos, o sistema utiliza técnicas de associação de dados. Essas técnicas ajudam o software a entender se um objeto recém-detectado é o mesmo ou diferente de objetos detectados anteriormente. Essa função é crítica porque produtos similares podem estar localizados próximos uns dos outros. Mantendo um mapa persistente das localizações dos produtos, o sistema pode fornecer direções verbais precisas com base na posição da mão do usuário.
Orientação de Planejamento
O ShelfHelp fornece dois tipos de orientação verbal pra ajudar a alcançar o produto:
- Orientação Contínua: Isso dá instruções em tempo real, como "continue indo pra direita" ou "pare" até que o usuário esteja alinhado com o produto.
- Orientação Discreta: Isso fornece comandos claros como "mova 15 centímetros pra direita."
O modo de orientação pode se adaptar com base no feedback e nas preferências do usuário. Pesquisas mostram que usuários com deficiência visual costumam responder bem a unidades de medida específicas, tornando os comandos discretos úteis.
Estudos Piloto
Os primeiros testes do ShelfHelp envolveram usuários sighted vendados que atuaram como substitutos para participantes com deficiência visual. Essa abordagem ajuda a validar a tecnologia antes de envolver os usuários-alvo reais. Durante os testes, os participantes usaram ambos os métodos de orientação em relação a um guia humano fornecendo assistência através de uma videochamada.
Resultados do Estudo Piloto
O sistema mostrou promessas durante os testes, guiando os usuários até os produtos desejados de forma eficaz. O modo de orientação discreta teve um desempenho particularmente bom, resultando em menos comandos e menos tempo gasto pegando produtos em comparação com a orientação contínua ou assistência humana.
Os usuários também foram convidados a avaliar quão competente e inteligente o sistema parecia. Ambos os modos de orientação receberam notas altas nessas áreas, embora houvesse algumas nuances no feedback. Os usuários apreciaram as afirmações fornecidas na orientação contínua, mas preferiram os comandos específicos no modo discreto.
Direções Futuras
As descobertas iniciais sugerem que o ShelfHelp pode melhorar a experiência de compras no supermercado para pessoas com deficiência visual. A partir de agora, os desenvolvedores planejam incorporar informações semânticas em tempo real no sistema de localização de produtos. Isso vai melhorar a identificação de produtos, especialmente com a frequência com que novos produtos entram no mercado.
Mais testes com usuários reais com deficiência visual são necessários pra coletar feedback abrangente pra refinar tanto os aspectos de hardware quanto de software do sistema. O objetivo é aumentar a independência e garantir uma melhor experiência de compras através da tecnologia.
Conclusão
O ShelfHelp representa um grande passo para ajudar pessoas com deficiência visual nas compras no supermercado. Ao combinar uma bengala robótica equipada com capacidades avançadas de detecção e sistemas de orientação, pretende melhorar a recuperação de produtos e reduzir a dependência de assistência humana. Essa inovação não só apoia a independência das pessoas com deficiência visual, mas também aborda preocupações com a privacidade, levando a uma experiência de compras mais positiva.
Título: ShelfHelp: Empowering Humans to Perform Vision-Independent Manipulation Tasks with a Socially Assistive Robotic Cane
Resumo: The ability to shop independently, especially in grocery stores, is important for maintaining a high quality of life. This can be particularly challenging for people with visual impairments (PVI). Stores carry thousands of products, with approximately 30,000 new products introduced each year in the US market alone, presenting a challenge even for modern computer vision solutions. Through this work, we present a proof-of-concept socially assistive robotic system we call ShelfHelp, and propose novel technical solutions for enhancing instrumented canes traditionally meant for navigation tasks with additional capability within the domain of shopping. ShelfHelp includes a novel visual product locator algorithm designed for use in grocery stores and a novel planner that autonomously issues verbal manipulation guidance commands to guide the user during product retrieval. Through a human subjects study, we show the system's success in locating and providing effective manipulation guidance to retrieve desired products with novice users. We compare two autonomous verbal guidance modes achieving comparable performance to a human assistance baseline and present encouraging findings that validate our system's efficiency and effectiveness and through positive subjective metrics including competence, intelligence, and ease of use.
Autores: Shivendra Agrawal, Suresh Nayak, Ashutosh Naik, Bradley Hayes
Última atualização: 2024-05-30 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2405.20501
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2405.20501
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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