Welli : design approaches for a smart rollator for the elderly population

This research addresses the urgent challenges posed by the global aging population, specifically the intersection of reduced mobility, increased fall risk, and social isolation among the elderly. As healthcare systems face growing pressures and caregiver shortages, there is a critical need for assistive technologies that extend autonomy without reinforcing the stigma of disability. The objective of this thesis is to design an intelligent rollator that actively assists movement, monitors gait health, and fosters social engagement, all within a framework of inclusive and accessible design. The project was developed through a dual phase process spanning two cultural and academic contexts. The initial phase, conducted at Tsinghua University in China, focused on a technology-driven approach, resulting in a fully autonomous robotic companion designed to fill the caregiving gap through advanced technology integration and navigation systems. The second phase, conducted at Politecnico di Milano in Italy, re-evaluated this concept through the lens of inclusivity and economic feasibility. This led to a strategic redesign that prioritizes scalability and user centered accessibility over technological complexity. Research methodologies included extensive literature review on geriatric health and robotics, alongside field studies comprising questionnaires and qualitative interviews with healthcare professionals and elderly users. The final design outcome is a modular, smart rollator that retains essential life-enhancing features, such as motorized gait assistance, fall prevention via smart handles, and gait monitoring, while externalizing complex interactions to the user’s existing digital ecosystem. By removing high cost robotic features in favor of a streamlined, adaptable platform, this thesis proposes a market-ready solution to the aging problem. The resulting device transforms the traditional walker from a passive symbol of decline into an active enabler of dignity, safety, and connection for a diverse aging population.

Questa ricerca nasce per rispondere alle urgenti sfide legate all'invecchiamento della popolazione globale, concentrandosi in particolare sulla combinazione tra mobilità ridotta, e isolamento sociale tra gli anziani. Con i sistemi sanitari sotto pressione e la crescente carenza di personale assistenziale, è presente un forte bisogno di tecnologie che aiutino le persone a sostenere la propria autonomia senza rafforzare lo stigma dovuto alla disabilità. L'obiettivo di questa tesi è progettare un deambulatore intelligente che non si limiti a sostenere il peso, ma assista attivamente il movimento, monitori la salute e favorisca la socialità, seguendo i principi del design inclusivo e accessibile. Il progetto si è sviluppato attraverso un percorso diviso in due fasi, che unisce due contesti culturali e accademici diversi. La prima fase, svolta presso l'Università Tsinghua in Cina, ha seguito un approccio guidato dalla tecnologia, portando allo sviluppo di un compagno robotico completamente autonomo, pensato per colmare la mancanza di assistenza attraverso sistemi di navigazione avanzati. La seconda fase, condotta al Politecnico di Milano in Italia, ha rivalutato questo concetto puntando sull'inclusività e sulla fattibilità economica. Questo ha portato a riprogettare il dispositivo in modo strategico, privilegiando la facilità d'uso e l’accessibilità del prodotto a un largo bacino di utenti. La ricerca si è basata su un'analisi approfondita della letteratura sulla salute geriatrica e sulla robotica, affiancata da studi sul campo che hanno incluso questionari e interviste qualitative con professionisti sanitari e utenti anziani. Il risultato finale è un deambulatore modulare che mantiene le funzioni essenziali per migliorare la vita dell'utente: assistenza motorizzata alla camminata, prevenzione delle cadute tramite maniglie intelligenti e monitoraggio dell'andatura. Tuttavia, per ridurre i costi e la complessità, le interazioni digitali più elaborate sono state spostate sui dispositivi che l'utente possiede già o incrementabili tramite un proccesso modulare. Rimuovendo le componenti robotiche troppo costose, a favore di una struttura più adattabile, questa tesi propone una soluzione concreta e pronta per il mercato. Il dispositivo che ne risulta trasforma il tradizionale deambulatore da simbolo passivo di declino fisico in uno strumento attivo, capace di restituire dignità e sicurezza alla popolazione anziana.