Studenti Universitari Inventano Gilet High-Tech per Cani Non Vedenti

Il dispositivo indossabile aptico si dimostra promettente per applicazioni mediche più ampie

Cosa è appena successo? Un cane giocoso di Houston chiamato Kunde ha ispirato un gruppo di studenti di ingegneria dell’Università di Rice a risolvere un problema che affligge innumerevoli animali domestici: come aiutare i cani ciechi a esplorare il mondo senza paura o frustrazione. La loro soluzione è un gilet tecnologicamente avanzato che potrebbe presto garantire una nuova autonomia agli animali con deficit visivi, senza il disagio degli aiuti tradizionali.

Il progetto ha avuto inizio quando i proprietari di Kunde, Grant Belton e AJ Price, si sono rivolti alla Oshman Engineering Design Kitchen dell’Università di Rice, cercando una soluzione che permettesse al loro cane, che aveva perso la vista a causa del glaucoma, di muoversi liberamente e in sicurezza.

Quattro studenti – Adam Vuong, Cristiana De Sousa, Issy Tsai e Santiago Brent – hanno accettato la sfida, formando il gruppo “Gli Amici di Kunde”.

Invece di affidarsi agli urti contro gli ostacoli per ricevere feedback, il team ha progettato un gilet leggero che utilizza vibrazioni per avvertire il cane della presenza di ostacoli. Il gilet è dotato di motori attuatori lineari risonanti, gli stessi utilizzati in molti dispositivi indossabili e smartphone, che vibrano con intensità e posizioni variabili a seconda della prossimità e della natura dell’ostacolo.

Montate vicino alla testa del cane ci sono telecamere stereoscopiche che catturano informazioni sulla profondità in tempo reale. Questi dati vengono elaborati da una scheda di circuito stampato personalizzata e un computer per l’elaborazione visiva, che poi attiva la vibrazione appropriata sul gilet.

“È come se dessimo a Kunde un secondo paio di occhi, le telecamere creano una mappa della profondità,” ha spiegato Tsai, studentessa di primo anno in ingegneria elettrica e ideatrice del sistema di controllo dei motori del gilet. “Più un ostacolo è vicino, più forte è la vibrazione su quel lato del gilet.”

L’obiettivo era sviluppare un dispositivo comodo, resistente ed efficace. Il team ha dovuto proteggere l’elettronica sensibile in modo che non si surriscaldasse o appesantisse Kunde, garantendo al contempo che il gilet potesse resistere al gioco e al caldo umido di Houston. “Abbiamo dovuto capire come incorporare l’elettronica in un gilet indossabile che fosse traspirante, morbido e abbastanza robusto per un cane che ama giocare,” ha detto De Sousa, studentessa di ingegneria meccanica al terzo anno. “È stata una vera esercitazione di problem-solving creativo.”

Il progetto ha richiesto un’ampia gamma di competenze. Brent, studente di ingegneria elettrica al terzo anno, ha guidato il lavoro di imaging stereo e l’elaborazione dei dati, mentre Vuong e De Sousa si sono concentrati sull’integrazione dei sistemi e sulla progettazione del gilet fisico. Tsai ha garantito che i motori a vibrazione funzionassero in modo efficiente senza rendere il gilet ingombrante.

La tecnologia aptica indossabile è un campo in crescita alla Rice, con applicazioni che vanno oltre l’assistenza ai cani. La decisione del team di utilizzare l’apprendimento automatico open-source ed elettronica accessibile non solo ha reso il gilet accessibile, ma ha anche gettato le basi per future adattamenti. Affidandosi a componenti e software ampiamente disponibili, il loro design può essere facilmente scalato o modificato per altre applicazioni.

Questo approccio apre la strada a usi più ampi, come dispositivi di riabilitazione indossabili per persone, dove tecnologie simili potrebbero fornire feedback in tempo reale e assistere con esercizi terapeutici. “Questo progetto dimostra che con la giusta combinazione di sensori a basso consumo e feedback aptico, è possibile fornire una guida spaziale in tempo reale in modo leggero e non invadente,” ha affermato Brent.

Kunde sta ancora testando l’ultima versione del gilet, che il team spera ridurrà le collisioni e gli darà più libertà. Il prototipo attuale ha un’autonomia di fino a otto metri e una durata della batteria di circa due ore. Gli studenti hanno presentato il loro lavoro al Huff OEDK Showcase e alla competizione nell’aprile del 2025.

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