Robotická palica pomáha jednotlivcom so zníženou pohyblivosťou

Tím výskumníkov z Columbia Engineering vedený Sunilom Agrawalom, profesorom strojného inžinierstva a rehabilitačnej a regeneratívnej medicíny v Columbia Engineering, premenil jednoduchú palicu na robotické zariadenie s asistenciou ľahkého dotyku. Nové zariadenie s názvom CANINE je možné použiť na pomoc starším ľuďom a osobám so zníženou pohyblivosťou. Tím výskumníkov pridal ku klasickej palici elektroniku a výpočtovú techniku. Štúdia bola publikovaná v IEEE Robotics and Automation Letters. 

Tím ukázal, ako môže autonómny robot „chodiť“ s človekom a poskytuje podporu na dotyk. Je to podobné, ako keď sa človek pri každom pokuse o dosiahnutie rovnováhy dotkne človeka vedľa seba, aby ho podporil. 

Sunil Agrawal hovoril o novej technológii používanej na pomoc tým, ktorí majú problémy s pohyblivosťou. Je tiež členom Data Science Institute Columbia University. 

"Starší ľudia často využívajú ľahké držanie za ruku," povedal. „Vyvinuli sme robotickú palicu pripojenú k mobilnému robotovi, ktorý automaticky sleduje kráčajúceho človeka a pohybuje sa vedľa neho. Subjekty kráčajú po podložke vybavenej senzormi, zatiaľ čo podložka zaznamenáva dĺžku kroku a rytmus chôdze, v podstate priestorové a časové parametre chôdze, aby sme mohli analyzovať chôdzu človeka a účinky dotyku svetla na ňu.“ 

Robotická palica alebo CANINE je typ mobilného asistenta. Dokáže pomôcť propriocepcii človeka, čo je sebauvedomenie pri rôznych činnostiach ako je chôdza. To pomôže stabilite a rovnováhe jednotlivca. 

Joel Stein, profesor telesnej medicíny a rehabilitácie Simon Brauch a spoluautor štúdie, hovoril o novej technológii. Stein je tiež predsedom Oddelenia rehabilitácie a regeneratívnej medicíny na Columbia University Irving Medical Center. 

"Ide o nový prístup k poskytovaniu pomoci a spätnej väzby jednotlivcom, keď sa pohybujú vo svojom prostredí," povedal Stein. "Táto stratégia má potenciálne aplikácie pre rôzne stavy, najmä pre jednotlivcov s poruchami chôdze." 

Tím testoval nový prístroj CANINE s 12 zdravými mladými ľuďmi. Dostali okuliare pre virtuálnu realitu, ktoré sa používali na vytvorenie vizuálneho prostredia, prostredia, ktoré otriasa používateľom zo strany na stranu a dopredu. To spôsobuje ich nerovnováhu. 

Po otrasení jednotlivci prešli 10 kôl na prístrojovej podložke. Najprv boli bez prístroja CANINE, no druhýkrát ho použili. Ich chôdza bola testovaná s vizuálnymi poruchami a tím výskumníkov zistil, že podpora zariadenia CANINE na dotyk pomohla jednotlivcom zúžiť ich kroky. Užšie kroky znamenali zníženie základne opory. To malo za následok menšie kmitanie ťažiska a zvýšenie stability pri chôdzi jedincov. 

„Ďalšou fázou nášho výskumu bude testovanie tohto zariadenia na starších jedincoch a osobách s poruchou rovnováhy a chôdze, aby sme študovali, ako môže robotická palica zlepšiť ich chôdzu,“ povedal Agrawal. "Okrem toho budeme vykonávať nové experimenty so zdravými jedincami, kde okrem videnia narušíme aj ich pohyb hlavy a krku, aby sme simulovali vestibulárne deficity u ľudí." 

Agrawal je tiež riaditeľom Laboratória robotiky a rehabilitácie (ROAR). 

Zhoršenie pohyblivosti trápi 4 % ľudí vo veku 18 až 48 rokov, no oveľa väčší problém je u starších jedincov. 35 % ľudí vo veku 75 až 80 rokov trpí poruchou pohyblivosti. To spôsobuje nesamostatnosť, ako aj nižšiu kvalitu života. 

Keďže populácia naďalej starne a je vyšší počet starších ľudí v porovnaní s mladšími, tento problém bude narastať. 

"Budeme potrebovať iné spôsoby podpory pre starnúcu populáciu." povedal Agrawal. "Toto je jedna technológia, ktorá má potenciál vyplniť medzeru v starostlivosti pomerne lacno."