Der intelligente Schuh der Firma Tec-Innovation kann mittels Ultraschallsensoren blinde und sehbeeinträchtigte Menschen vor Hindernissen warnen. Informatiker der TU Graz haben dafür ein kamerabasiertes KI-Bilderkennungssystem entwickelt. „Wir haben modernste Deep-Learning Algorithmen nach dem Vorbild neuronaler Netzwerke entwickelt, die nach Erkennung und Interpretation des Bildinhalts im wesentlichen zwei Dinge können: Sie ermitteln aus Kamerabildern aus der Fußperspektive einen hindernisfreien und damit gefahrlos begehbaren Bereich. Und sie können Objekte erkennen und unterscheiden“, erklärt Friedrich Fraundorfer, Informatiker an der TU Graz.
Die Algorithmen werden mittels Machine Learning trainiert und können bereits auf einem eigens konzeptionierten mobilen System betrieben werden. Neueste leistungsstarke Spezialprozessoren machen nun auch die mobile Verwendung möglich. Verantwortlich dafür ist die enorme Prozessor-Entwicklung der vergangenen Jahre. Der Algorithmus der TU Graz ist patentiert und wurde an Tec-Innovation übertragen.
David Schinagl vom Team der TU Graz vor drei Aufnahmen aus der Schuhperspektive. © Lunghammer – TU Graz
Eine Kameraaufnahme aus der Schuhperspektive. Der gefahrlos begehbare Bereich ist farblich eingegrenzt. Erkannt und interpretiert vom Bilderkennungsalgorithmus der TU Graz. © TU Graz
Schuh mit Warnsystem
Das Niederösterreichische Unternehmen Tec-Innovation hat den intelligenten Schuh „InnoMake“ entwickelt. Seit Kurzem ist der Schuh als zugelassenes Medizinprodukt auf dem Markt. „Ultraschallsensoren an der Schuhspitze erkennen Hindernisse in bis zu vier Meter Entfernung. Die Trägerin oder der Träger wird daraufhin per Vibration und/oder akustischen Signalen gewarnt. Das funktioniert sehr gut und ist auch mir persönlich schon eine große Hilfe“, erläutert Markus Raffer, Mitgründer von Tec-Innovation und selbst sehbeeinträchtigt.
Raffer und sein Gründungspartner Kevin Pajestka haben mit ihrem Team im Lauf der Entwicklungsphase festgestellt, dass zwei weiterführende Informationen für die Benutzbarkeit sehr wichtig sind: die Art des Hindernisses und dessen Richtungsverlauf. „Nicht nur die Warnung, dass ich vor einem Hindernis stehe, sondern auch die Information, vor welchem Hindernis ich stehe, ist relevant. Denn es macht einen großen Unterschied, ob das eine Mauer, ein Auto oder eine Treppe ist“, beschreibt Raffer die Notwendigkeiten.
Friedrich Fraundorfer leitet das Team an der TU Graz, dass den „InnoMake“ zu einem „sehenden“ Schuh weiterentwickelt hat. © Fraundorfer
Markus Raffer ist Geschäftsführer von Tec-Innovation. © Lunghammer – TU Graz
Streetview-Navigationskarte für sehbeeinträchtigte Menschen
Tec-Innovation arbeitet nun an der Integration des von der TU Graz entwickelten Systems in einen Prototypen. Kamera und Prozessor müssen so integriert werden, dass es robust und gleichzeitig komfortabel ist. Indes arbeiten Friedrich Fraundorfer und sein Team an der TU Graz in Richtung Datensammlung weiter. Sie wollen die beim Tragen des Schuhes gesammelten Informationen als eine Art Schwarmwissen in eine Streetview-Navigationskarte für sehbeeinträchtigte Menschen eintragen. Fraundorfer: „Nach derzeitigem Stand profitiert jeweils nur der Träger oder die Trägerin von den Daten, die der Schuh beim Gehen sammelt. Viel nachhaltiger wäre es, wenn man diese Daten auch anderen Menschen als Navigationshilfe zur Verfügung stellen könnte.“ Für die Konzeption und prototypische Umsetzung einer solchen Streetview-Karte läuft derzeit ein Förderantrag bei der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG. Ein solches System wird es aber wohl erst in fernerer Zukunft geben, glaubt Fraundorfer. Die Hürden sind Datenübertragung, Datenanbindung und Datenverknüpfung.