São mostradas variações do capacete, que foram usados em toda a conclusão multifásica. O capacete vermelho à direita foi usado no cenário de teste ao vivo nas instalações de combate a incêndios. Mostrado na foto (da esquerda para a direita) Florian Alber, Yang Cai (PI), e Sean Hackett Crédito:Carnegie Mellon Engineering
Imagine os bombeiros tentando navegar por um ambiente desconhecido, prédio em chamas, cheio de fumaça sufocante e barulho ensurdecedor. O combate a incêndios é extremamente perigoso, e a capacidade dos socorristas de manter a comunicação em ambientes hostis pode significar literalmente vida ou morte.
O desenvolvimento de tecnologias para melhorar a segurança e a eficiência dos bombeiros é um desafio porque a fumaça e o ruído afetam os sentidos humanos e prejudicam os algoritmos de visão computacional que fornecem orientação de navegação.
Excluindo abordagens de áudio e visuais, uma equipe de pesquisa interdisciplinar da Carnegie Mellon University (CMU) está explorando interfaces hápticas como canais de comunicação alternativos para bombeiros. Uma interface háptica é um sistema que permite que as pessoas interajam com um computador por meio dos movimentos do corpo.
Yang Cai, um cientista de sistemas sênior na Carnegie Mellon CyLab e o diretor do Visual Intelligence Studio, chefia a equipe que modificou o capacete de um bombeiro adicionando atuadores hápticos, uma caixa de controle com um módulo de rádio, e outros dispositivos para fornecer informações em tempo real aos bombeiros. Eles chamaram seu protótipo de "Capacete Tátil".
O capacete comunica as direções a um bombeiro enviando um zumbido para a frente, de volta, ou os lados da cabeça, indicando para seguir em frente, Pare, ou vire à esquerda ou direita. Os sinais táteis são enviados para o capacete a partir de um controle remoto RF que está nas proximidades ou de um simulador de realidade virtual por meio de um cabo.
O ímpeto para este projeto foi o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) Divisão de Pesquisa de Comunicação de Segurança Pública (PSCR), Haptic Interfaces for Public Safety Challenge. O concurso avaliou o uso de ambientes de realidade virtual como ferramenta de desenvolvimento para a criação de tecnologias de segurança. O desafio também investigou a relevância das interfaces hápticas para auxiliar os socorristas. Em novembro de 2019, a equipe CMU venceu o desafio e um prêmio adicional por seu protótipo ser o "mais promissor comercialmente".
“Queríamos manter o design muito simples e ter uma prototipagem muito rápida. Nossa solução para o problema era a mais simples e pode ser de baixo custo, "disse Cai.
Durante o concurso de várias fases, o capacete foi testado em cenários de realidade virtual, e em um desafio final, o capacete foi testado ao vivo em um centro de treinamento de bombeiros no Colorado. Em uma série de tentativas, diferentes bombeiros colocavam o capacete e abriam caminho em meio à escuridão, edifício cheio de fumaça. Um pesquisador da CMU seguiria o bombeiro no escuro com uma câmera de imagem térmica para que ele pudesse enviar instruções para o capacete. Isso foi feito porque o concurso foi construído para manter os testes focados no sistema háptico e não nos sistemas de rádio sem fio dos competidores. Durante os testes, o capacete funcionou com eficiência e os bombeiros conseguiram passar rapidamente pelo percurso.
“Na competição, metade dos juízes eram bombeiros reais e, no geral, eles gostaram de nossa abordagem porque era a mais intuitiva. Se você tem um zumbido no lado esquerdo da sua cabeça, você olha para a esquerda. Ser intuitivo é importante porque o combate a incêndios é muito estressante, "disse Florian Alber, um engenheiro de pesquisa CMU.
Os bombeiros não precisam de mais tempo para colocar o capacete porque os haptics estão embutidos dentro do protótipo. Crédito:Carnegie Mellon Engineering
Outras características vencedoras foram que os haptics foram embutidos em um equipamento existente, de forma que não demorou muito para colocar o capacete. Foi fácil para os socorristas aprenderem a usar o sistema, também.
"Levamos apenas um minuto para explicar aos bombeiros o que cada um dos comandos significa, "disse Sean Hackett, um engenheiro de pesquisa CMU.
O capacete estava em exibição no estande PSCR do NIST no 2020 Consumer Electronics Show em Las Vegas. No futuro, a equipe trabalhará com os bombeiros de Pittsburgh, coleta de feedback sobre o capacete para melhorar sua funcionalidade em atividades mais amplas de combate a incêndios.
A equipe de pesquisa CMU inclui Cai; Hackett; Alber; Roberta Klatzky, professor de Psicologia e Interação Humano-Computador; Mel Siegel, professor emérito do Instituto de Robótica; Ben Graham, aluno de graduação em Engenharia Elétrica e de Computação; e Weizhe Guo, estagiário no Visual Intelligence Studio. Lenny Weiss, MD, da Escola de Medicina da Universidade de Pittsburgh atuou como consultor médico durante o projeto.
