ไม้เท้าที่มีระบบหุ่นยนต์ช่วยให้บุคคลที่มีการเคลื่อนไหวที่บกพร่อง

ทีมนักวิจัยจาก Columbia Engineering โดยมี Sunil Agrawal เป็นหัวหน้า ซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องจักรและวิศวกรรมการฟื้นฟูและแพทย์ใหม่แห่ง Columbia Engineering ได้เปลี่ยนไม้เท้าแบบง่ายๆ ให้เป็นอุปกรณ์หุ่นยนต์ที่มีการช่วยเหลือแบบสัมผัสเบา อุปกรณ์ใหม่นี้เรียกว่า CANINE สามารถใช้เพื่อช่วยเหลือผู้สูงอายุและผู้ที่มีการเคลื่อนไหวที่บกพร่อง ทีมนักวิจัยได้เพิ่มอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีการคำนวณเข้ากับไม้เท้าแบบคลาสสิก การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ใน IEEE Robotics and Automation Letters

ทีมนักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าหุ่นยนต์อัตโนมัติสามารถ “เดิน” พร้อมกับมนุษย์และให้การสนับสนุนแบบสัมผัสเบา ซึ่งคล้ายกับเมื่อบุคคลพยายามที่จะรักษาสมดุลโดยสัมผัสบุคคลข้างๆ เพื่อความช่วยเหลือ

Sunil Agrawal พูดถึงเทคโนโลยีใหม่ที่ใช้เพื่อช่วยเหลือผู้ที่มีปัญหาในการเคลื่อนไหว เขายังเป็นสมาชิกของ Data Science Institute ของ Columbia University

“บ่อยครั้ง ผู้สูงอายุได้รับประโยชน์จากการถือมือเบาๆ เพื่อความช่วยเหลือ” เขากล่าว “เราได้พัฒนาไม้เท้าที่มีหุ่นยนต์ยึดติดกับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ซึ่งสามารถติดตามการเดินของบุคคลและเคลื่อนที่ไปพร้อมกัน ผู้เข้าร่วมการทดลองเดินบนพรมที่มีอุปกรณ์ตรวจจับในขณะที่พรมบันทึกความยาวและจังหวะการเดิน ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ของพื้นที่และเวลาในการเดิน เพื่อที่เราจะวิเคราะห์การเดินและการสัมผัสเบาที่มีต่อการเดิน”

ไม้เท้าแบบหุ่นยนต์หรือ CANINE เป็นประเภทของผู้ช่วยเคลื่อนที่ สามารถช่วยให้ผู้คนมีการรับรู้ตนเองระหว่างการทำกิจกรรมต่างๆ เช่น การเดิน ซึ่งจะช่วยให้ความมั่นคงและสมดุลของบุคคล

Joel Stein ศาสตราจารย์ Simon Brauch ของการแพทย์กายภาพและการฟื้นฟูและเป็นร่วมผู้เขียนการศึกษา Stein ยังเป็นประธานของ Department of Rehabilitation and Regenerative Medicine ที่ Columbia University Irving Medical Center

“这是一种ใหม่ในการให้ความช่วยเหลือและข้อเสนอแนะสำหรับบุคคลที่เดินผ่านสภาพแวดล้อม” Stein กล่าว “ยุทธวิธีนี้มีศักยภาพในการใช้งานสำหรับสภาพต่างๆ โดยเฉพาะบุคคลที่มีปัญหาในการเดิน”

ทีมนักวิจัยได้ทดสอบอุปกรณ์ CANINE ใหม่ด้วยผู้เข้าร่วมการทดลอง 12 คนซึ่งเป็นผู้ที่มีสุขภาพดี พวกเขาได้รับแว่นตาวิดีโอเสมือนจริงที่ใช้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่สั่นไหวไปมาและไปข้างหน้า-หลัง ทำให้พวกเขาเสียสมดุล

หลังจากถูกสั่นไหว ผู้เข้าร่วมการทดลองเดิน 10 รอบบนพรมที่มีอุปกรณ์ตรวจจับ พวกเขาไม่ได้ใช้อุปกรณ์ CANINE ในตอนแรก แต่ใช้มันครั้งที่สอง การเดินของพวกเขาได้รับการทดสอบด้วยการรบกวนการมองเห็น และทีมนักวิจัยพบว่าการสนับสนุนแบบสัมผัสเบาของอุปกรณ์ CANINE ช่วยให้ผู้เข้าร่วมการทดลองมีการเดินแบบแคบลง การเดินแบบแคบลงหมายถึงการลดพื้นฐานของการสนับสนุน ซึ่งนำไปสู่การลดการสั่นไหวของจุดศูนย์กลางของมวลและเพิ่มความมั่นคงเมื่อผู้เข้าร่วมการทดลองเดิน

“ขั้นตอนต่อไปในการวิจัยของเราจะเป็นการทดสอบอุปกรณ์นี้กับผู้สูงอายุและผู้ที่มีปัญหาในการเดินและสมดุลเพื่อศึกษาว่าอุปกรณ์ไม้เท้าแบบหุ่นยนต์สามารถปรับปรุงการเดินของพวกเขาได้อย่างไร” Agrawal กล่าว “นอกจากนี้เรายังจะทำการทดลองใหม่ด้วยผู้เข้าร่วมการทดลองที่มีสุขภาพดี โดยที่เราจะรบกวนการเคลื่อนไหวของศีรษะและคอเพิ่มเติมเพื่อจำลองการบกพร่องของระบบการทรงตัวในผู้คน”

Agrawal ยังเป็นผู้อำนวยการของ Robotics and Rehabilitation (ROAR) Laboratory

ปัญหาในการเคลื่อนไหวเป็นปัญหาสำหรับ 4% ของผู้ที่มีอายุ 18-48 ปี แต่เป็นปัญหาใหญ่กว่าสำหรับผู้สูงอายุ 35% ของผู้ที่มีอายุ 75-80 ปีมีปัญหาในการเคลื่อนไหว ซึ่งทำให้ขาดความเป็นอิสระและคุณภาพชีวิตที่ต่ำกว่า

เมื่อประชากรที่มีอายุมากขึ้นและมีจำนวนผู้สูงอายุมากกว่าผู้ที่มีอายุน้อยกว่า ปัญหานี้จะเพิ่มขึ้น

“เราจะต้องมีเส้นทางอื่นในการสนับสนุนสำหรับประชากรที่มีอายุมากขึ้น” Agrawal กล่าว “เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะเติมช่องว่างในการดูแลอย่างคุ้มค่า”