Chantal Keller è un'ingegnere di sviluppo del team guidato dal Prof. Dario Schafroth presso il dipartimento di automazione di laboratorio e meccatronica della Scuola universitaria professionale della Svizzera orientale (OST). In qualità di responsabile del progetto VIRAS sottolinea l'enorme potenziale e la rilevanza sociale del carrello autonomo in termini di uguaglianza ed inclusione: «Per la prima volta le persone non vedenti o ipovedenti possono vivere un'esperienza di acquisto totalmente indipendente, colmando una lacuna cruciale nell'offerta accessibile grazie a un approccio di sviluppo incentrato sull'utente. Con un tasso di accettazione vicino al 90% tra gli intervistati, VIRAS dimostra il grande potenziale delle tecnologie assistive nel promuovere l'autonomia, la qualità di vita e l'inclusione sociale».
Come funziona il carrello intelligente VIRAS
Il carrello intelligente VIRAS combina sensori all'avanguardia con un software avanzato per permettere alle persone con disabilità visiva di fare acquisti in modo sicuro e autonomo. L'intero processo inizia già con la lista della spesa che può essere trasmessa all'app VIRAS dedicata, dopo essere stata compilata manualmente o usando uno scanner per scansionare i codici a barre direttamente dalle confezioni o dalle scorte di casa. In seguito, il carrello si localizza all'interno del supermercato e pianifica in tempo reale percorsi ottimizzati ed esenti da collisioni per raggiungere i prodotti desiderati. Ciò avviene grazie a un sistema di telecamere per la percezione dell'ambiente circostante e a moduli ad alte prestazioni per l'elaborazione dei dati. In questo modo la posizione del carrello può essere continuamente adattata, consentendogli di reagire in tempo reale al contesto attuale.
Giunto allo scaffale, VIRAS attiva il sistema di riconoscimento dei prodotti. Due telecamere orientabili montate sui lati rilevano la scena da prospettive diverse, mentre un modulo di analisi delle immagini supportato da intelligenza artificiale individua l'articolo desiderato sulla base delle sue caratteristiche visive e ne comunica con precisione la posizione tramite indicazioni acustiche. Al contempo, un modulo di tracciamento delle mani segue i movimenti dell'utente. Grazie alle informazioni acustiche e al feedback aptico, la mano viene guidata con precisione verso l'articolo desiderato fino a quando il prodotto non è stato afferrato correttamente. Dopo il collocamento nel carrello, il sistema conferma l'avvenuto completamento dell'operazione mediante un segnale acustico. Il controllo vocale e il feedback intuitivo rendono l'interazione semplice e priva di barriere. Una volta inseriti nel carrello tutti gli articoli della lista della spesa, il sistema di navigazione conduce l'utente alla cassa. Il risultato è un processo di acquisto che unisce precisione tecnologica e praticità d'uso quotidiano.
VIRAS deve la sua fluidità di movimento a FAULHABER
Una delle maggiori sfide a livello tecnico del progetto VIRAS era garantire una localizzazione precisa e una mappatura 3D affidabile in ambienti molto dinamici e affollati come i supermercati – il tutto senza ricorrere a infrastrutture esterne. Un'altra caratteristica fondamentale del carrello è la capacità di effettuare manovre per evitare collisioni con persone e oggetti in movimento, all'interno di corridoi stretti e soggetti a mutazioni continue. Per soddisfare queste esigenze in condizioni operative reali era necessario puntare su dispositivi robusti e altamente performanti.
Qui la scelta è ricaduta su FAULHABER. Infatti, il carrello intelligente è azionato da due micromotori brushless CC piatti della famiglia BXT H dotati di riduttori integrati, insieme al controllo di posizione MC 5005 S. Per mettere a punto la motorizzazione sono state prese in considerazione tutte le condizioni operative e di carico: dal carrello pieno fino all'efficienza energetica e alla silenziosità.
Particolare attenzione è stata rivolta allo sviluppo di motori in grado di erogare coppie di avviamento e statiche elevate anche a basse velocità per consentire al carrello di mantenere con precisione la traiettoria programmata anche quando è completamente carico e, al tempo stesso, di spostarsi in maniera fluida, con accelerazioni e frenate dolci. Un altro aspetto importante è la silenziosità degli azionamenti, che permette agli utenti di percepire chiaramente l'ambiente circostante senza rumori indesiderati.
Il carrello alla prova pratica
Chantal Keller spiega l'approccio perseguito in fase di progettazione e collaudo di VIRAS: «Il coinvolgimento attivo del gruppo target in tutte le fasi del progetto ha permesso di sviluppare una soluzione realmente orientata alle esigenze degli utenti. Non si tratta di un ausilio passivo ma di un sistema intelligente di supporto fisico, che non agisce al posto delle persone con disabilità, bensì offre un'assistenza mirata per consentire loro di gestire il proprio quotidiano in modo autonomo».
I test sul campo hanno fornito indicazioni preziose sulla sua idoneità all'uso quotidiano. È stato particolarmente apprezzato il fatto che il carrello intelligente VIRAS fosse in grado di garantire una coppia costante anche a velocità molto ridotte, permettendo così alle persone ipovedenti coinvolte di seguirlo sempre in sicurezza. I motori di azionamento rispondono immediatamente ai comandi impartiti con l'acceleratore a pollice e si arrestano con precisione esattamente davanti allo scaffale. A convincere è stato anche il controllo integrato a 4 quadranti, che consente un passaggio fluido tra marcia avanti e retromarcia, evitando così potenziali collisioni.
I partecipanti hanno inoltre sottolineato il basso livello di rumorosità delle unità di azionamento. Grazie alla silenziosità dei motori, sia i messaggi acustici del sistema sia i suoni ambientali del supermercato risultavano sempre chiaramente percepibili. Le persone coinvolte hanno dichiarato di essersi sentite in sicurezza in ogni momento, potendo così concentrare la propria attenzione esclusivamente sul processo di acquisto.
Ancora più possibilità per il futuro
Le esperienze acquisite aprono diverse prospettive per gli ulteriori sviluppi di VIRAS. Progettato come piattaforma modulare, il sistema può trovare impiego anche in altri settori del commercio al dettaglio come i negozi di mobili, bricolage, abbigliamento o articoli per animali. Inoltre, la funzione di cassa automatica già in programma rappresenterà un valore aggiunto.
Al di là del commercio al dettaglio tradizionale, emergono campi di applicazione molto interessanti: nei musei o nelle esposizioni, VIRAS potrebbe servire come dispositivo di guida mobile ed arricchire l'esperienza dei visitatori ciechi o ipovedenti grazie a un'interazione multimodale. Il concetto apre inoltre nuove prospettive per altri gruppi target. Le persone in sedia a rotelle e gli anziani con mobilità ridotta potrebbero trarre beneficio da un carrello adattato individualmente, con altezza variabile delle impugnature, sedili ed elementi di comando integrati, oltre a una risposta aptica potenziata. Sono già in corso i primi sondaggi presso il dipartimento di ricerca sull'invecchiamento della OST. Per le persone con limitazioni cognitive, VIRAS propone anche chiari tracciati guidati e promemoria vocali, ad esempio per liste della spesa ricorrenti.
Anche gli addetti alle vendite possono trarre vantaggio da VIRAS: grazie al gemello digitale e al monitoraggio delle scorte in tempo reale, il sistema può essere integrato nei processi logistici. Il carrello è in grado di supportare il riassortimento degli scaffali, individuando automaticamente gli spazi vuoti e aggiornando i dati di inventario. L'utilità di VIRAS va dunque ben oltre l'assistenza all'acquisto e si impone come una soluzione versatile a vantaggio sia dei clienti che degli esercenti.
Fare la spesa in autonomia: la chiave per più indipendenza e inclusione
Con VIRAS, la Scuola universitaria professionale della Svizzera orientale (OST) dimostra in maniera impressionante quanto l'innovazione e la tecnologia di azionamento possano essere integrate nella vita quotidiana per migliorare l'inclusione. Il carrello autonomo offre a persone ipovedenti e non vedenti la possibilità di fare la spesa in autonomia: dalla lista digitale al pagamento, passando per la navigazione sicura tra gli scaffali. Sensori intelligenti, un controllo motore ad alta precisione e i sistemi di azionamento affidabili di FAULHABER costituiscono la base tecnologica del progetto. Ma VIRAS è molto più di un semplice ausilio tecnico: il progetto si propone di migliorare la qualità della vita, abbattere le barriere e promuovere in modo duraturo la partecipazione sociale delle persone con disabilità. VIRAS apre così la strada a un futuro in cui autonomia e inclusione diventeranno una realtà quotidiana.
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