Enhancing gait assessment in assistive technologies for the Visually Impaired integrating inertial sensors
Authors:   , Reyes Leiva Karla Miriam 
Published: June 2024

This doctoral thesis is a compendium of scientific articles that explores the application of assistive technology for visually impaired people, with a specific focus on enhancing gait assessment through the integration of inertial sensors. The research comprises a compendium of five articles, each contributing to the improvement of gait analysis and, ultimately, mobility and independence for visually impaired people. Key findings from the research include the potential of IMU sensors in various assistive technologies for visually impaired people, the development of a low-cost motion measurement system for gait analysis and orientation and mobility training, the accurate estimation of gait parameters using wearable inertial sensors, the use of computer vision for machine interaction, and the effectiveness of LSTM-based models in predicting gait parameters. The thesis makes original contributions by exploring the potential of low-cost IMU sensors in rehabilitation, advancing gait parameter estimation, and bridging the gap between research and real-world applications. Future directions for research include the further refinement of the low-cost motion measurement system, longitudinal studies to assess the long-term effectiveness of proposed solutions, investigation of deep learning algorithms for other applications, and the continued integration of user-centered design principles in developing assistive technologies. This research not only highlights the possibilities of assistive technology for visually impaired individuals but also lays the groundwork for future innovations that can empower them to navigate the world with greater confidence and autonomy.

RESUMEN

Esta tesis doctoral, es un compendio de artículos científicos que explora la aplicación de la tecnología de asistencia para personas con discapacidad visual, con un enfoque específico en mejorar la evaluación de la marcha a través de la integración de sensores inerciales. La investigación comprende un compendio de cinco artículos, cada uno contribuyendo a la mejora del análisis de la marcha y, en última instancia, la movilidad y la independencia de las personas con discapacidad visual. Los hallazgos clave de la investigación incluyen el potencial de los sensores IMU en varias tecnologías de asistencia para personas con discapacidad visual, el desarrollo de un sistema de medición del movimiento de bajo costo para el análisis de la marcha y la formación en orientación y movilidad, la estimación precisa de parámetros de la marcha utilizando sensores inerciales portátiles, el uso de visión por computadora para la interacción con máquinas y la efectividad de los modelos basados en LSTM para predecir parámetros de la marcha. La tesis realiza contribuciones originales al explorar el potencial de los sensores IMU de bajo costo en rehabilitación, avanzar en la estimación de parámetros de la marcha y cerrar la brecha entre la investigación y las aplicaciones del mundo real. Las futuras direcciones de la investigación incluyen el perfeccionamiento del sistema de medición del movimiento de bajo costo, estudios longitudinales para evaluar la efectividad a largo plazo de las soluciones propuestas, la investigación de algoritmos de aprendizaje profundo para otras aplicaciones y la integración continua de principios de diseño centrados en el usuario en el desarrollo de tecnologías de asistencia. Esta investigación no solo destaca las posibilidades de la tecnología de asistencia para personas con discapacidad visual, sino que también sienta las bases para futuras innovaciones que puedan capacitarlas para navegar por el mundo con mayor confianza y autonomía.