Int ern at i onal  Journ al of Inf orm at ic and  Co m munic at i on  Tec hn olog y (IJ - I CT)   Vo l. 7 ,  No. 2 A ugus t   201 8 ,  pp 63 ~ 66   IS S N:  22 52 - 8776 , DO I:  10 .11 591/iji ct . v7 i 2 . pp63 - 66           63       Journ al h om e page http: // ia escore.c om/j ourn als/i ndex. ph p/IJI C T   Sm ar t Wh ee l ch air: A Li teratu re  Review       Keda r  Suker k ar * , Dar shitk uma r  Su r at w ala ,  Ani l Sar avade,  Jair aj P at il , R ov in a D ’b ri t to   Depa rtment  o I nform at ion  T ec h nolog y ,   Ath arv a   Coll ege of   Enginee ring ,   Ind ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A pr   7,   2018   Re vised  Jun   14 , 2018   Accepte J un   2 8 , 201 8     In  today ’s  worl the re   ar m an y   d isabl ed   per s ons  who  find  it  diffi cu lt   to  per form   m ovements  or   pe rform   da ily   a ct iv it i es.   Thi s   t y p es  of   per sons   are  m ai nl y   dep endent  on  o the rs  for   their  assistanc e .   But  they   ca n   b ec om sel f - inde pend ent  and   per form   som d ai l y   a ct iv it i es  on   their  own   with   the   h el p   of   assistive  device s .   The  m ost  wid ely   used   assistiv d evice s   are  W hee l cha irs .   W hee lc ha irs  is  basic a lly   cha ir   fit t ed  wi th  whe el s,  whi ch  ca hel p eop l e   m ove  aro und  who  ca nnot  wa lk  be ca use  of  i ll ness,  disabi lit y   or  inj u r y .   But  th er e   are   m an y   disabled  peop le  with  wea l imbs   and  joi nts  who  ca nn ot  m ove  t h e   whee lc h ai r .   Thu s,  s m art   w hee lc h ai c an  ben efit  lot   to  the m   and  e ver y on i n   socie t y .   Sm art  w hee l cha irs   ar e   e l ec tr ic  power ed  whee lc h ai rs   wit m an y   ext r a   components  such  as  computer   and  sensors   which  hel the   user  or  guar dian   ac compan y ing   whee lc h ai r   to   h andl e   it  e asily   and  eff i ci en tly .   Th e   re ce n t   deve lopment   in   the   f ie ld   of  Art i fic i al   In telli g ence,   se nsor   techno logi es  and  r oboti cs   hel p   th growth   of   whe el ch ai rs  wi th  n e feature s.   Th is  pap er  is  t o   rev ie w   the  cur re nt  sta te  of   art  o s m art   w he elch ai rs  and  d iscuss  the  fu ture  rese arc h   in   thi s   f ie ld .   Ke yw or d:   Ar ti fici al   intel li gen ce   Roboti cs   Sensors   Sm art  whe el ch ai r   Copyright   ©   201 8   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Ked a r Su kerka r ,   Dep a rtm ent o f Info rm at ion  Te chnolo gy,   Atha rv a  Colle ge  of E ng i neer i ng ,   India.   Em a il pr oject . awc@ gm ai l.com       1.   INTROD U CTION     An c onditi on   of   body  or  m i nd   t hat  m akes  it   m or diff ic ul fo the  perso with  t he  co ndit ion   to  do   certai act ivit i es  a nd  inte ract  with  t he   w or l arou nd  them   is  te rm ed  as  disabili ty Ce nsus  c onduct ed   in   2001  ha s   rev eal e that  a rou nd   21  m illio pe ople   fro m   In dia  i.e 2. 1%  of   t otal  co un t ry’s  popula ti on   are   suffe ri ng   from   disabili ty   of  s om kind  or  a nother.  I 20 11,  ce nsus  repo rted   that  the re  has   s li gh inc rease   f ro m   2.1%   to  2.21%.   Ou of  wh ic pe op le   suffe rin from   disabili ty   of  m ov em ent   is  la rg e   [ 6].  D isa bil it of   m ov em ent  is  defo rm i t of  bo dy  due  t w hich  pe rson   su f fer i ng  fi nd s   dif ficult   to   m ov e   f ro m   one  place  to   an othe a nd  pe rfo rm   daily   act ivit ie s.  Disabili ty   of   m ov em ents  can  occ ur   by  birt or  due  to  acci de nts   or   var i ou othe reas ons.  S o,  us of   assist ive   dev ic es  ca pro ve   to   be  o f  g reat  h el t su c h peopl es. A ssist ive  device   a re   any   de vices w hich  hel t ov e rc om peo ple  suffe rin from   disabili ties.  Most  c omm on ly   us ed  a ssist ive  de vices  are  wh eel c ha irs Wh eel c hair  is   no t hing  bu a   c hair  fitt ed  with   f our  wh e el s   a nd  can   be   easi ly   m ov ed   f ro m   on e   place   to  a nothe r.   Ma nu al / tradit i on al   w heelchai require   physi cal   force   by  t he   us e r,  w hic c annot  be   co ns i der e a t he  e f fici ent   way  beca us e i m ay   cause  di scom fo rt  f or  th us e with  we ak  li m bs   and  bone s.  T his  is   w hy e le ct ric  powere wh eel c hair  a re   generall pr e f err e ov e tra di ti on al   an m a nu al   wheel chai r.   Ele ct ric  p ow ered   w heelchai are  easy  to use a nd r e qu ire  m ini m al  f orce t o c on t ro l t he wh eel c hair.   Ele ct ric  and   t ra diti on al   wh eel c hair  of te so l ve   the  pro blem   of   m ob il it fo disabled  perso ns .   But,  the re   are  certai se gm ent  of   disa bl ed  pe rs on   who   su f fer   from   lo visio n,   visu a fiel reducti on,  s pastic it y,  tre m or s,   cogniti ve  de fici ts,  et c.  T hese   people  la rg el rely   on   ot her  pe op le   f or  c on t r olli ng  the   w he el chair.   Co ntr ol l ing  wh eel c hair   al by  them sel ves  is  not  sa fe.   T so lve   this   pr oblem researc he r hav e   c om up   with   the   discov e ry   of “Sm art Wh e el chair”.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJ - ICT    V ol.  7 ,  No.  2 ,    Aug us t   20 1 8     63    66   64   Sm art  wh eel ch ai are  no t hing   bu a el ect ric   powe red   w hee lc hair  w hich   al so   c on sist of  com pu te and v a rio us   se ns ors.  Sm art  w heelchair  pr ov i des gr eat   safet y of t he use a nd are  easy  to use.   This  pa per c onsist s of c urre nt  sta te  o f  a rt a nd d isc us si on a bout  fu t ur e  r e sear ch .   S how i n T able  1 a nd   Table  2.       Table  1.   Perce ntage o f Disabl ed  to   T otal Po pula ti on   I nd ia ,  2011   Sr.  No.   Res id en ce   Male   Fe m ale   Perso n s   1   Ru ral   2 .43   2 .03   2 .24   2   Urban   2 .34   1 .98   2 .17   Total   2 .41   2 .01   2 .21       Table  2.   Propo rtion o f Disabl ed  P opulati on  by Type  of  Dis abili ty   In dia,   2011   Sr.  No.   Ty p es o f  Disab iliti es   Male   Fe m ale   Total   1   In Seein g   1 7 .6   2 0 .2   1 8 .8   2   In Hear in g   1 7 .9   2 0 .2   1 8 .9   3   In Sp eech   7 .5   7 .4   7 .5   4   In Mov e m en t   2 2 .5   1 7 .5   2 0 .3   5   Mental Reta rdatio n   5 .8   5 .4   5 .6   6   Mental Illnes s   2 .8   2 .6   2 .7   7   An y  Othe r   1 8 .2   1 8 .6   1 8 .4   8   Multip le Disab ility   7 .8   8 .1   7 .9   Total   1 0 0 .00   1 0 0 .00   1 0 0 .00       2.   SMART  WH EE LCHA I R   In   rece nt  ye ar s sm art  wh ee lc hair  ha ve  be en  gr eat ly   co nsi der e ov e p ow e w heelc ha ir.  P ow e wh eel c hair  a re trad it ion al /m anu al   w heelchai with  batte ry  or   el ect ric  supp ly   to  po wer   t hem They  la r gely   la ck  functi onal it ie s an d safet featur es . Unlike  th is,  sm art wh eel chair  ha ve  f un ct ion al it ie s an d safet y feat ur es .   Sm art  wh eel chair  c onsist norm al l of   el ect ric  powe re w heelchair   w it com pu te a nd  m any   sens or s C on ti nuous d e velo pm ent  in f ie ld   of  a rtific ia intel li gen ce,   com puti ng   a nd r ob otics  ha ve   le to  g r ow t in  Sm art  w hee lc hair.  Sm art  whe el c hair   co nsi sts  of  c om pute r,   w hich   is  re sp onsi ble  for  t he  m o vem ents  of   the   wh eel c hairs   wi th  help   of  i nput f ro m   the  sens or s Senso rs  c ol le ct the  data  t hro ugh  t he  i np ut  f r om   env ir onm ent   and th at   data is  pr ocesse d by  c om pu te a nd  ne cessary st e ps  are ta ken.  Sm a rt  wh ee lc hair  c an be  also  c ontrolle m anu al ly  b y t he  u se r   j ust  li ke norm al  elec tric  powe re d wh ee lc hair.       3.   CLASSIFI C A TION  FA CT ORS OF  S M AR WHEE L CHAIR   Sm art  wh eel ch ai can  b e  class ifie d based  on c ertai f act ors  as foll ows.   A.   Fo rm  Factor   So m early   s m art  wh e el chairs   dev el op e we re  act ual  m ini - rob ots  that  were  at ta ched   to  s eat s.  Thes e   wh eel c hairs   ar ex pensi ve  c om par ed  to  oth e wh eel c hairs.  Fo r   e xam ple  Véh ic ule  A uton om po ur  Ha ndic apé   Mote ur [V AHM ]  [ 1], Mist er  Ed [2 ] .   Othe sm art  wh eel chairs   w hi ch  are  c omm er ci al ly   po pu la are  “ad d - on”  unit w hich ca be p urcha sed   separ at el a nd  can  be   easi ly   at ta ched  to  norm al   power  wh eel c hairs.  T hey  are   prefe r red  beca us e   th ey   are  com patible   with  m any  el ect ri po wer  wh eel chairs.   T he   ty pi cal   us e   of  this   “add - on   un it s   are  s uitable   f or  Ki ds  because   t hey  go  t hro ugh  m any  dif fer e nt  siz es  of  w heelc hair  due  t their   body   gr ow t h.  S om exam ples  Sm art   Wh eel c hair   Co m po nen Syst em   [SW CS]   [ 10 ] Sm art  Power   Assistance   Mo du le   [ SP AM]   [ 11 ] ,   Hephaestu [ 12] ,   TinMa n [ 13 ] , Si a m [ 14 ] .     B.   Inp ut Met hods   Ther e   c a be  var i ou s   in put  m et ho ds  f or  th sm art  wh eel chairs   base on  us e s pecific   prefe rence s .   So m inp ut  m et hods   for  sm art  w heelchair  a re   bio m et rics,  cl oud,  to uc h,   vo ic e,  com pu te v is ion brai c ompu te interf ace hap t ic   feedbac k et c.  All  in put  m e tho ds  have  their  own   us a nd  s houl be  sel ect ed   bas e   on the  nee ds .     C.   Sensors   Var i ou s   se ns or su c a in fr a r ed  se nsors ultr aso nic  sen sors,   la ser  range  fin der,  cam era’s et c.  are  us e for  prov i ding  i nputs  to   the  s m art  wh eel c ha ir Se nsors  pro vid i nputs  fro m   the  surr oundin gs   a nd  in puts  in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - ICT     IS S N:  22 52 - 8776       Smart W heelch air: A Lit erat ure  Revi ew  (K eda r  Sukerk ar )   65   processe by  t he  com pu te of  the  w heelch a ir.  Senso rs  are   gen e rall us e f or   pro vid in safety   featu r es  to    sm art wh eel ch ai r .   Ultraso nic  sen so rs  us s onar  te chnolo gy  an are  ver go od  in  te rm of   accuracy.  S onar   s ens or use   so un f or  obst acl detect ion The  s ound  is  e m itted  from   the  sens or an t he  s ound  re flect ed  from   the  surfaces   is use d for  fin di n t he dist anc e b et wee n o bje ct s.   Infr a red  se nso r are  al s use for  ob sta cl a nd  colli sion  de te ct ion I nfra re se ns ors  us l igh instea d   of  s ound   f or  distance  fin ding.   Both   these   se nsors   a re  c hea a nd  a re  a ccu rate  in  norm al   cond it ion s.   T hese   s e ns ors   can  get  w ron input  if  t he  f loors,  sta irs s urfaces,  et c a re  sm oo th,  sound  a bsor be nt  an li gh a bsor be nt.   Howe ver,  du e   to  their   li m it ation s they   are  sti ll   us ed  beca us t hey  are   c heap,  acc ur at e   an t heir  te c hnol og y     is well  kn own.   Laser  Ra ng Find e ( LRF)  a re   ver good  al te rn at ive  t ultr ason ic   a nd  in fr a red   s e nsor s.  T he us 18 0 0   two  dim ension al   sca f or  scan ning  the   env i ronm ent.  Their  c os is   ex pensi ve  a nd  a re  m or a ccur at e     com par ed  t th e m .   Cam eras  are  c on si der e to   be   ver acc ur at e D ue  to  te c hnologica ad vance m ent  in  cam eras,  they   a re   hav e   gr eat   acc ur acy   rate  i sc ann i ng  the   e nv i ronm ent.  They   are  sm al le in  s iz an ca be   easi ly   fitt ed  on t the   sm art wh eel ch ai r .     D.   Op e rati ng Mo de s   Op e rati ng  m od es  of   w heelchair  is  a no t he im po rtant  disti nguish in f act or   of   sm art   whe el chair .   Op e rati ng  m od es  of   w heelchair  dep e nd  upon  th us e a bili ty   and   acco rd i ng   t the  c urren sit uatio n.   Sm art   wh eel c hair  syst e m   can  be   aut onom ou or  se m i - a uto nom ous.  User s   w ho  c annot  c on t ro t he  wh eel c hair  safely   on  thei own   a re  be nef it ed   with  au to no m ou s   syst em s.  Au t onom ou s   syst e m can  tra vel  t desire de sti nation  autom at ic ally  and  safely   a nd   they   re quire  p re - knowle dge  of  the  e nvir onm ent .   The se  s yst e m us es  m achin e   le arn in g,  nav i ga ti on ,   local iz at ion  an m app ing  te ch ni ques User s   wh ic c an  c ontr ol  the   wh eel c hair   an tra vel   to  desire destinat ion   safely   can  use   se mi - autonom ou syst e m . T hese  syst e m con ta ins  c olli sion   detect io a nd   avo i dan ce   te c hn i qu e   f or  sa fety   m easur es.  Additi on al   safety   m easur es  can   al s be  a dded   depend i ng     upon the  user.       4.   FUTU RE  RE SEARCH   Sm art  w heelch ai will   be  an  i m po rtant  neces sit in  fu ture S m art  wh eel chai pro vid gr eat   opport un it for  de velo pm e nt  of  sen sors  a nd  m ob il r obots  te ch nolo gy Dev el op m ent  of  t hese  t hing can   re duce  t he  c os t   factor  to   gr e at   extent.   Ha r dware   an so ft war e   de velo pm ent  are  al s an  im po rtant   pa rt  of  sm art  wh eel chai r   su ccess Work i ng  on  re views  and  fee dbacks   can  help  t im pro ve  the   cu rr e nt  issue of  w he el chair  syst e m   and   al so   new ideas  can  be  im agined .         5.   CONCL US I O NS   Ther e   a re   seve ral  iss ues   face by   the   m anu f act ur er a nd   re searche rs   wh ic nee ds  to   be   a ddresse s that,  sm art  w heelchair  bec om es  com m er ci al   su ccess  an be  widely   use d.   On c omm on   m ai issue  is  cost   ver s us  accu rac y.  I nexpe ns ive   an a dvance sens ors  ca he lp  to   ove rcom this  pro ble m S m art  wh e el chairs   wh ic ca be  us e gen e rall us e f or  al ty pes  of  disabili ty   are   sti ll   not  avail able.  Sm a rt  w heelchai rs  sh oul al so   co ntain  t he   abili ty   to  m on it or  the   pati ent  co ndit ion s   and  react  acc ordin gly.  Cu rrentl avail able  sm art   wh eel c hairs  ca be  easi ly   us e in  in door  co nd it io ns   bu t,  for  outd oor  e nv ir on m ent  it   req ui res  super vis io by   a   com pan ion   f or  safety Als o,   s m art  wh eel cha ir  for  in de pend ent  us by  m e ntall chall enged  pe ople   sho ul be   researc he d.   Sm art  w heelchair  hav e   great   sco pe  in  fu t ur an te ch nolo gical   advancem ent  in  the  fiel of   robo ti c s   and se ns ors  wi ll  lead to  c omm er ci al  su cces s as  well .       REFERE NCE S   [1]   C - Serie s, Tab le  C - 20,   Census of   India   2001   and   2 011.     [2]   Bourhis ,   G . ,   Mo um en ,   K . ,   Pino ,   P . ,   Rohm er ,   S.,   Prus ki ,   A. ,   Assisted nav igat ion   f or  powered wh ee l chai r .   S y stem s   Engi ne eri ng   in  t he  Servi ce  of   Hum ans:  Proce ed i ngs  of  th I EE E   Inte rn ational  C onfe ren c on   S ystems ,   Man  and  C y ber n etics;  199 Oct  17 - 20 ; Le   Touque t ,   Fran ce.   Pis ca t awa y   (NJ ) IE EE ;   1993.   p.   553 - 58.   [3]   Connel l ,   J . ,   Vio la ,   P. ,   Cooperati v cont rol   of   a     semi - autono mous   mobile  robot .   Robo ti cs   and  Autom ation :   Proce edi ngs  of   t he  IE EE  Inte rn ational  Confer en ce  on  Robot ic and  Autom at ion  (IC RA);  1990  Ma y   13 - 18;  Cin ci nna t i,  OH .   Pis ca t awa y   (NJ ):  IEEE;   199 0.   p .   1118 - 21. S.   Zha ng,   C .   Zhu,  J .   K.   O.   Sin ,   and   P.  K.   T .   Mok,   novel  ul trathi n   el ev at ed   ch anne l   low - te m per at ur pol y - Si   TFT , ”  IEE E   Elec tron  D evi c L ett. ,   vol .   20,   pp .   569 571 ,   Nov.  1999 .   [4]   Sim pson  R . C,   L oPresti  EF,   Ha yashi  S,  Nourb ak hsh  I . R,   Mill er  D . P. ,   The  sm art   whee lc h ai co m ponent   s y st em Re habil R es  Dev .   2004;   41(3B):4 29 - 42 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2252 - 8776   IJ - ICT    V ol.  7 ,  No.  2 ,    Aug us t   20 1 8     63    66   66   [5]   Sim pson ,   R . C,   L oPresti  E . F,  Ha yashi  S,  Guo S,   D ing  D,  Coop er  R . A. ,   Smar Powe r A ss istanc e   M odule   for   manual   whee l chai rs .   T ec hnolog y   and   Disabil ity :   R ese arc h,   Design,   P rac t ic e   and   Poli c y 26 th  In te rn at ion al   Annua Confer ence  on   As sistive   Techn olog y   for   Peopl e   with   Disabilitie (R ESNA [CD - ROM] 2003  Ju 19 - 23;   Atl ant a ,   GA .   Arlingt on   ( VA ):  RESNA   Press 2003.   [6]   Sim pson ,   R . C,   P oirot  D,   Baxter   M . F. ,   The  Hep hae stus  sm art  w hee l cha ir   s y stem IE EE  Tr ans  N eural  S yst   Re hab il   Eng .   2002 ;   10(2) :118 - 22.   [7]   Mill er ,   D . P . ,   Sl a ck ,   M . G. ,   Design  and  te st ing  o low - cost  rob oti whe el ch ai prototy pe Au to Robot s .   1995;     2(1):  77 - 88.   [8]   Maz M. ,   An i nte gra s y s te m   f or  assisted  m obilit y I EE E   Robot A utom  Mag .   20 01;   8(1):46 - 56 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.