Bastone Robotico Aiuta Individui con Mobilità Impedita

Un team di ricercatori alla Columbia Engineering guidato da Sunil Agrawal, professore di ingegneria meccanica e di medicina riabilitativa e rigenerativa alla Columbia Engineering, ha trasformato un semplice bastone in un dispositivo robotico con assistenza leggera. Il nuovo dispositivo, chiamato CANINE, può essere utilizzato per assistere anziani e persone con mobilità impedita. Il team di ricercatori ha aggiunto elettronica e tecnologia computazionale al classico bastone. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista IEEE Robotics and Automation Letters.

Il team ha mostrato come un robot autonomo possa “camminare” con l’essere umano e fornire supporto leggero. È simile a quando una persona, quando tenta di guadagnare equilibrio, tocca una persona accanto a loro per supporto.

Sunil Agrawal ha parlato della nuova tecnologia utilizzata per aiutare le persone con problemi di mobilità. È anche membro dell’Istituto di scienza dei dati della Columbia University.

“Spesso, gli anziani traggono beneficio da un leggero sostegno per la mano,” ha detto. “Abbiamo sviluppato un bastone robotico collegato a un robot mobile che segue automaticamente una persona che cammina e si muove accanto. I soggetti camminano su un tappeto strumentato con sensori mentre il tappeto registra la lunghezza del passo e il ritmo di camminata, essenzialmente i parametri spaziali e temporali della camminata, in modo che possiamo analizzare la 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 la camminata. Ciò aiuterà la stabilità e l’equilibrio dell’individuo.

Joel Stein, professore Simon Brauch di medicina fisica e riabilitazione e coautore dello studio, ha parlato della nuova tecnologia. Stein è anche presidente del Dipartimento di medicina riabilitativa e rigenerativa del Columbia University Irving Medical Center.

“Questo è un approccio innovativo per fornire assistenza e feedback alle persone mentre navigano nel loro ambiente,” ha detto Stein. “Questa strategia ha potenziali applicazioni per una varietà di condizioni, in particolare per le persone con disturbi della deambulazione.”

Il team ha testato il nuovo dispositivo CANINE con 12 giovani sani. Sono stati dati loro occhiali di realtà virtuale che sono stati utilizzati per creare un ambiente visivo, un ambiente che scuote l’utente da lato a lato e in avanti-indietro. Ciò li fa diventare instabili.

Dopo essere stati scossi, gli individui hanno camminato 10 giri sul tappeto strumentato. All’inizio non avevano il dispositivo CANINE, ma lo hanno utilizzato la seconda volta. La loro camminata è stata testata con le perturbazioni visive e il team di ricercatori ha scoperto che il supporto leggero del dispositivo CANINE ha aiutato gli individui a restringere i loro passi. Passi più stretti significavano una diminuzione della base di supporto. 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 anziani e persone con deficit di equilibrio e deambulazione per studiare come il bastone robotico possa migliorare la loro andatura,” ha detto Agrawal. “Inoltre, condurremo nuovi esperimenti con individui sani, in cui perturberemo il loro movimento testa-collo in aggiunta alla loro visione per simulare deficit vestibolari nelle persone.”

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

L’impedimento 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 gli individui più anziani. Il 35% delle persone tra i 75 e 80 anni soffre di impedimento della mobilità. Ciò provoca una mancanza di indipendenza e una qualità della vita inferiore.

Mentre la popolazione continua a invecchiare e c’è un numero maggiore di anziani rispetto ai giovani, questo problema aumenterà.

“Avremo bisogno di altre vie di supporto per una popolazione che invecchia,” ha detto Agrawal. “Questa è una tecnologia che ha il potenziale per colmare il divario nell’assistenza in modo abbastanza economico.”