Il bastone robotico aiuta le persone con mobilità ridotta

Un team di ricercatori della Columbia Engineering guidato da Sunil Agrawal, professore di ingegneria meccanica e di medicina riabilitativa e rigenerativa presso la Columbia Engineering, ha trasformato un semplice bastone in un dispositivo robotico con un tocco leggero. Il nuovo dispositivo, chiamato CANINE, può essere utilizzato per assistere gli anziani e le persone con mobilità ridotta. Il team di ricercatori ha aggiunto l'elettronica e la tecnologia di calcolo al classico bastone. Lo studio è stato pubblicato su IEEE Robotics and Automation Letters. 

Il team ha mostrato come un robot autonomo può "camminare" con l'essere umano e fornisce un supporto leggero. È simile a come una persona, ogni volta che cerca di trovare l'equilibrio, tocca una persona accanto a sé per ricevere supporto. 

Sunil Agrawal ha parlato della nuova tecnologia utilizzata per aiutare le persone con problemi di mobilità. È anche membro del Data Science Institute della Columbia University. 

"Spesso, le persone anziane beneficiano di una leggera presa per mano per il supporto", ha detto. “Abbiamo sviluppato un bastone robotico collegato a un robot mobile che segue automaticamente una persona che cammina e si muove al suo fianco. I soggetti camminano su un tappetino dotato di sensori mentre il tappetino registra la lunghezza del passo e il ritmo della camminata, essenzialmente i parametri spazio-temporali della deambulazione, in modo da poter analizzare l'andatura di una persona e gli effetti del tocco leggero su di essa. 

Il bastone robotico, o CANINE, è un tipo di assistente mobile. È in grado di aiutare la propriocezione di una persona, che è la consapevolezza di sé durante varie attività come camminare. Questo aiuterà la stabilità e l'equilibrio dell'individuo. 

Joel Stein, Simon Brauch Professore di Medicina Fisica e Riabilitazione e coautore dello studio, ha parlato della nuova tecnologia. Stein è anche presidente del Dipartimento di Riabilitazione e Medicina Rigenerativa presso il Columbia University Irving Medical Center. 

"Questo è un nuovo approccio per fornire assistenza e feedback alle persone mentre navigano nel loro ambiente", ha affermato Stein. "Questa strategia ha potenziali applicazioni per una varietà di condizioni, in particolare per le persone con disturbi dell'andatura". 

Il team ha testato il nuovo dispositivo CANINE con 12 giovani sani. Sono stati forniti occhiali per realtà virtuale che sono stati utilizzati per creare un ambiente visivo, un ambiente che scuote l'utente da un lato all'altro e lo fa in avanti. Questo li fa diventare sbilanciati. 

Dopo essere stati scossi, gli individui hanno fatto 10 giri sul tappetino dello strumento. All'inizio erano senza il dispositivo CANINE, ma l'hanno usato la seconda volta. La loro deambulazione è stata testata con le perturbazioni visive e il team di ricercatori ha scoperto che il supporto del tocco leggero del dispositivo CANINE ha aiutato le persone a restringere i loro passi. Falcate più strette significavano una diminuzione della base di appoggio. Ciò ha comportato una minore oscillazione del centro di massa e un aumento della stabilità quando gli individui camminavano. 

"La prossima fase della nostra ricerca sarà testare questo dispositivo su persone anziane e su persone con deficit di equilibrio e andatura per studiare come il bastone robotico può migliorare la loro andatura", ha affermato Agrawal. "Inoltre, condurremo nuovi esperimenti con individui sani, in cui perturberemo il loro movimento testa-collo oltre alla loro visione per simulare deficit vestibolari nelle persone". 

Agrawal è anche il direttore del laboratorio di robotica e riabilitazione (ROAR). 

La compromissione della mobilità è un problema per il 4% delle persone di età compresa tra 18 e 48 anni, ma è un problema molto più grande per le persone anziane. Il 35% delle persone di età compresa tra i 75 e gli 80 anni soffre di difficoltà motorie. Ciò causa una mancanza di indipendenza e una minore qualità della vita. 

Man mano che la popolazione continua a invecchiare e c'è una quantità maggiore di anziani rispetto ai più giovani, questo problema aumenterà. 

"Avremo bisogno di altre vie di sostegno per una popolazione che invecchia". disse Agrawal. "Questa è una tecnologia che ha il potenziale per colmare il divario nell'assistenza in modo abbastanza economico".