ITMC20090207A1 - Sistema di comunicazione per disabili. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"SISTEMA DI COMUNICAZIONE PER DISABILI"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un sistema di comunicazione per disabili, in particolare per persone impossibilitate nel parlare e nello scrive e/o semi-paralizzate, quindi con difficoltà motorie.

Un disabile impossibilitato nel parlare può comunicare con il mondo esterno mediante la scrittura o mediante un mouse di un personal computer selezionando con il puntatore del mouse apposite icone o finestre che appaiono sullo schermo del computer.

Tuttavia bisogna considerare che alcuni disabili hanno grosse difficoltà motorie e non riescono ne tanto meno riescono ad eseguire il movimento del mouse ed in particolare il click dei tasti (destro o sinistro) del mouse.

Scopo della presente invenzione è di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo un sistema di comunicazione per disabile che sia pratico, versatile e di semplice utilizzo per il disabile.

Altro scopo della presente invenzione è di fornire un tale sistema di comunicazione per disabile che sia efficiente e nello stesso tempo economico e di semplice realizzazione.

Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione, con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1.

Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Il sistema di comunicazione per disabile secondo l'invenzione comprende:

- un emettitore ottico atto a emettere un segnale luminoso,

- un ricevitore ottico accoppiato a detto emettitore ottico per ricevere detto segnale luminoso emesso dall'emettitore ottico,

- un visualizzatore atto a visualizzare immagini, e

- un computer collegato a detto visualizzatore e a detto ricevitore ottico.

Il computer comprende mezzi di elaborazione che correlano il segnale luminoso ricevuto da detto ricevitore con un puntatore di un mouse che appare su detto visualizzatore, in modo che detto puntatore si sposti in conformità allo spostamento di detto emettitore ottico e detti mezzi di elaborazione rilevino quando detto puntatore rimane in una zona prefissata dello schermo per un tempo maggiore di un periodo preimpostato, interpretando detto evento come un click del mouse.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa e quindi non limitativa, illustrata nei disegni annessi, in cui:

la Fig. 1 è uno schema a blocchi illustrante schematicamente il sistema di comunicazione per disabili secondo l'invenzione;

la Fig. 2 è una vista in pianta illustrante una forma di realizzazione del dispositivo emettitore del sistema di comunicazione di Fig. 1, integrato in un guanto;

la Fig. 3 è uno schema elettrico del dispositivo emettitore di Fig. 1;

la Fig. 4 è una vista in prospettiva illustrante una forma di realizzazione del dispositivo ricevitore del sistema di comunicazione di Fig. 1; e

la Fig. 5 è una vista di una schermata che appare nello schermo del computer del sistema di comunicazione di Fig. 1.

Con l'ausilio delle figure viene descritto il sistema di comunicazione per disabili secondo l'invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento (1) ed illustrato in Fig. 1.

Il sistema di comunicazione (1) comprende un emettitore ottico (2) atto ad mettere un segnale luminoso ed un ricevitore otico (3) atto a ricevere il segnale luminoso emesso dall'emettitore.

Il ricevitore (3) è collegato a un computer (4) in cui è istallato un apposito programma atto ad elaborare il segnale ricevuto dal ricevitore (3). Il computer (4) è collegato a un visualizzatore (5) atto a visualizzare immagini che possono essere viste dall'invalido che utilizza il sistema di comunicazione (1).

Come mostrato nelle Figg. 1 e 2, l'emettitore ottico (2) vantaggiosamente può essere un LED, in particolare un LED di tipo IR, cioè che emette un segnale luminoso non visibile con una lunghezza d'onda nel range degli infrarossi, vale a dire tra 700 nm e 1 mm, preferibilmente tra 1.100 nm e 1.200 nm.

Il LED ad infrarossi (2) viene inserito in circuito elettronico (20) che comprende una batteria di alimentazione (21), una resistenza (R) ed opzionalmente un interruttore (SW). La batteria (21), la resistenza (R), l'interruttore (SW) e il LED (2) sono disposti in serie.

La batteria (21) eroga una tensione di 1,5 Volt, pertanto può essere una batteria di tipo stilo, di dimensioni ridotte, che viene disposta facilmente in un apposito alloggiamento (22) di dimensioni ridotte.

La resistenza (R) è di 56 Ohm, in modo da ottenere nel circuito (20) una corrente di 20 mA sufficiente ad accendere il LED ad infrarossi (2).

Come mostrato in Fig. 2, vantaggiosamente il circuito elettronico (20) dell'emettitore (2) può essere integrato in un guanto (200) atto ad essere calzato su una mano o su un piede del disabile o può essere applicato a qualsiasi altra parte del corpo quale un braccio senza mano o una gamba.

Il LED (2) viene disposto sulla punta dell'indice (201) del guanto (200), in modo da fuoriuscire da esso. L'interruttore (SW) viene disposto sul lato esterno dell'indice (201) del guanto per potere essere eventualmente azionato dal pollice dell'utilizzatore. L'alloggiamento (22) della batteria viene disposto sulla parte centrale del guanto (200) e la resistenza (R) viene disposta nell'alloggiamento (22) per renderla più sicura da rotture e malfunzionamenti. L’alloggiamento (22) per la batteria è collegato al guanto (200) mediante una piccola sacca di stoffa, collegata a sua volta al guanto mediante tre bottoni automatici (che rendono semplice la sua apertura e/o rimozione).

Con riferimento a Fig. 4, il ricevitore ottico (3) vantaggiosamente è una webcam sensibile unicamente ai raggi infrarossi emessi dall'emettitore (2). La webcam (3) può essere una webcam tradizionale sulla quale viene applicato un filtro (30) atto a filtrare tutti i raggi luminosi con lunghezza d'onda maggiore di quella del rosso, cioè superiore a 1 mm.

Tali tipi di filtri IR sono pellicole di materiale plastico, quale ad esempio polisulfone, che sono comunemente utilizzati per le macchine fotografiche. Ad esempio sulla webcam (3) si possono applicate quattro pellicole di filtro IR (30), una sopra all'altra.

Il programma istallato nel computer (4) riceve, attraverso la webcam (3), un segnale indicativo dell'emettitore a infrarossi (2), e in base alla posizione dell'emettitore (2) sposta un cursore sullo schermo (5). Il cursore corrisponde al cursore di un mouse in applicazioni per PC.

Il programma, eventualmente in base alla mancanza di movimento del segnale dell'emettitore (2), effettua gli eventi di click del cursore selezionando apposite icone o finestre e/o facendo apparire messaggi nel visualizzatore (5).

Ogni volta che il processo riceve un'immagine catturata dalla webcam (3), identifica il pixel indicativo dell'immagine sullo schermo (5) con un colore più chiaro (quindi con valori RGB prossimi tutti e tre al 255) e salva le coordinate cartesiane x, y dell'immagine, prendendo come sistema di riferimento il piano dello schermo (5).

Vantaggiosamente il computer (4) è un PC con il sistema operativo Microsoft Windows™. Quindi il posizionamento del puntatore sullo schermo (5) viene effettuato utilizzando l'insieme di interfacce di programmazione (API) di Windows, utilizzando un programma compilatore quale C<++>o Java.

Gli eventi di click (tasto sinistro), click doppio e click (tasto destro) relativi al mouse, vengono effettuati, attraverso l’utilizzo delle API, tramite la gestione combinata di un timer, che conta i cicli del processo stesso, e la rilevazione della presenza o meno del segnale infrarosso nell’immagine ripresa dalla webcam.

Ad esempio, quando il segnale infrarosso non si muove per un periodo di tempo preimpostato, ad esempio 3-4 secondi, il programma interpreta tale evento come un click del mouse e seleziona l'icona evidenziata dal puntatore.

Il programma istallato nel computer (4) prevede una subroutine di inizializzazione. In fase di inizializzazione, il processo rileva la risoluzione attuale dello schermo (5) in uso. Questo viene fatto al fine di calcolare opportune costanti o coefficienti di proporzionalità che verranno poi utilizzate per rapportare le coordinate di un punto nell’immagine catturata dalla webcam (3) con le coordinate dello schermo (5) dove dovrà essere posizionato il puntatore o comunque dove esso dovrà agire.

Il sistema di calcolo dei coefficienti di proporzionalità arrotonda qualsiasi risultato con la virgola al numero intero immediatamente successivo. Questo permette al processo di muovere il puntatore liberamente in qualsiasi punto dello schermo.

Sempre nella sub-routine di inizializzazione, il programma calcola il raggio di una “regione di accettazione” dei pixel dello schermo che verranno poi testati per capire quando “più o meno” il puntatore rimane nello stesso punto, per permettere all’utente di effettuare i vari eventi click.

Il programma prevede una sub-routine “riconosci_posiziona”, per riconoscere il segale infrarosso e posizionare correttamente sullo schermo (5) il puntatore indicativo del segnale infrarosso. In tale sub-routine il programma esegue l’inversione delle coordinate del punto rilevato dal rilevatore (3) specularmente all’origine degli assi, la quale si trova nel centro dello schermo, per ovviare al problema della webcam (3) che cattura un'immagine reale come se fosse uno specchio (quindi invertita).

Nella stessa routine “riconosci_posiziona” viene gestito l’evento click singolo (clic con il tasto sinistro del mouse). In pratica se il puntatore rimane per un numero ben preciso di cicli macchina in una determinata zona dello schermo, il programma effettuerà il click singolo sinistro. Inoltre, per far meglio capire, quando questo evento viene scatenato sul display si verifica un cambio colore dell'icona selezionata e la visualizzazione di un messaggio relativo all'icona selezionata.

Con riferimento a Fig. 5, viene illustrata una schermata iniziale in cui sullo schermo (5) appaiono ad esempio sei icone che rappresentano bisogni fisiologi o stati d'animo del disabile, quali ad esempio ad esempio: mangiare (I1), dormire (I2), dolore (I3), bagno (I4), gioco (I5), uscire (I6).

Se il disabile desidera giocare, sposta il trasmettitore (2) in modo che il puntatore (6) che appare nel display (5) si trovi entro l'icona (I5) che rappresenta il gioco. Lasciando il puntatore (6) entro l'icona (I5) per un tempo ad esempio superiore a 3 secondi, il processo considera che è stata selezionata l'icona (I5). Conseguentemente sul display (5) apparirà il messaggio "Ho voglia di fare qualche gioco". Quindi appariranno altre icone che rappresentano i possibili giochi che può fare il disabile. Con lo stesso sistema, il disabile potrà selezionare il gioco desiderato.

Alla presente forma di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema di comunicazione per disabile comprendente: - un emettitore ottico (2) atto a emettere un segnale luminoso, - un ricevitore ottico (3) accoppiato a detto emettitore ottico (3) per ricevere detto segnale luminoso emesso dall'emettitore ottico, - un visualizzatore (5) atto a visualizzare immagini, e - un computer (4) collegato a detto visualizzatore (5) e a detto ricevitore ottico (3), detto computer comprendendo mezzi di elaborazione che correlano il segnale luminoso ricevuto da detto ricevitore (3) con un puntatore (6) di un mouse che appare su detto visualizzatore (5) in modo che detto puntatore (6) si sposti in conformità allo spostamento di detto emettitore ottico (2) e detti mezzi di elaborazione rilevano quando detto puntatore (6) rimane in una zona prefissata dello schermo per un tempo maggiore di un periodo preimpostato, interpretando detto evento come un click del mouse.
2. 2) Sistema di comunicazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto trasmettitore ottico comprende un LED (2).
3. 3) Sistema di comunicazione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto ricevitore ottico comprende una webcam (3).
4. 4) Sistema di comunicazione secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto trasmettitore ottico comprende un LED (2) ad infrarossi.
5. 5) Sistema di comunicazione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta webcam (3) comprende un filtro (30) atto a tagliare i segnali luminosi con lunghezza d'onda superiore a quella del rosso.
6. 6) Sistema di comunicazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che detto LED (2) è inserito in un circuito elettronico (20) comprendente una batteria (21) e una resistenza (R) in serie al LED (2).
7. 7) Sistema di comunicazione secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta batteria (21) eroga una tensione di 1,5 Volt e detta resistenza (R) è di 56 Ohm.
8. 8) Sistema di comunicazione secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detto circuito elettronico (20) comprende un interruttore (SW) azionabile dall'utente.
9. 9) Sistema di comunicazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto trasmettitore ottico (2) è montato su un guanto (200).