Gậy robot giúp những người bị suy giảm khả năng vận động

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Columbia Engineering do Sunil Agrawal, giáo sư kỹ thuật cơ khí và phục hồi chức năng và y học tái tạo tại Columbia Engineering, dẫn đầu, đã biến một cây gậy đơn giản thành một thiết bị rô-bốt có hỗ trợ chạm nhẹ. Thiết bị mới có tên CANINE, có thể được sử dụng để hỗ trợ người già và những người bị suy giảm khả năng vận động. Nhóm các nhà nghiên cứu đã thêm công nghệ điện tử và tính toán vào cây gậy cổ điển. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí IEEE Robotics and Automation Letters. 

Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra cách một rô-bốt tự động có thể “đi bộ” cùng với con người và hỗ trợ bằng cách chạm nhẹ. Nó tương tự như cách một người, bất cứ khi nào cố gắng đạt được sự cân bằng, chạm vào một người bên cạnh họ để được hỗ trợ. 

Sunil Agrawal đã nói về công nghệ mới được sử dụng để giúp hỗ trợ những người gặp vấn đề về di chuyển. Ông cũng là thành viên của Viện Khoa học Dữ liệu của Đại học Columbia. 

Ông nói: “Thông thường, người cao tuổi được lợi từ việc nắm nhẹ tay để được hỗ trợ. “Chúng tôi đã phát triển một cây gậy robot gắn với một robot di động có thể tự động theo dõi một người đang đi bộ và di chuyển theo. Các đối tượng đi trên một tấm thảm được trang bị cảm biến trong khi tấm thảm ghi lại độ dài bước và nhịp điệu đi bộ, về cơ bản là các thông số về không gian và thời gian của việc đi bộ, để chúng tôi có thể phân tích dáng đi của một người và tác động của việc chạm nhẹ vào dáng đi đó.” 

Cây gậy robot, hay CANINE, là một loại trợ lý di động. Nó có thể giúp ích cho khả năng nhận thức của một người, đó là sự tự nhận thức trong các hoạt động khác nhau, chẳng hạn như đi bộ. Điều này sẽ giúp sự ổn định và cân bằng của cá nhân. 

Joel Stein, Giáo sư Y học Vật lý và Phục hồi chức năng Simon Brauch và là đồng tác giả của nghiên cứu, đã nói về công nghệ mới. Stein cũng là chủ tịch Khoa Phục hồi chức năng và Y học Tái tạo tại Trung tâm Y tế Irving thuộc Đại học Columbia. 

Stein cho biết: “Đây là một cách tiếp cận mới để cung cấp hỗ trợ và phản hồi cho các cá nhân khi họ điều hướng môi trường của mình. “Chiến lược này có những ứng dụng tiềm năng cho nhiều tình trạng khác nhau, đặc biệt là những người bị rối loạn dáng đi.” 

Nhóm đã thử nghiệm thiết bị CANINE mới với 12 thanh niên khỏe mạnh. Họ được tặng những chiếc kính thực tế ảo được sử dụng để tạo ra một môi trường trực quan, một môi trường khiến người dùng rung chuyển từ bên này sang bên kia và chuyển động về phía trước. Điều này khiến chúng trở nên mất cân bằng. 

Sau khi bị lắc xung quanh, các cá nhân đã đi bộ 10 vòng trên thảm dụng cụ. Lúc đầu, họ không có thiết bị CANINE, nhưng họ đã sử dụng nó lần thứ hai. Việc đi bộ của họ đã được thử nghiệm với sự nhiễu loạn thị giác và nhóm các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng sự hỗ trợ chạm nhẹ của thiết bị CANINE đã giúp các cá nhân thu hẹp bước tiến của họ. Những bước tiến hẹp hơn đồng nghĩa với việc cơ sở hỗ trợ giảm đi. Điều này dẫn đến một dao động nhỏ hơn của khối tâm và tăng độ ổn định khi các cá nhân đang đi bộ. 

Agrawal cho biết: “Giai đoạn tiếp theo trong nghiên cứu của chúng tôi sẽ là thử nghiệm thiết bị này trên những người cao tuổi và những người bị mất thăng bằng và dáng đi để nghiên cứu cách cây gậy robot có thể cải thiện dáng đi của họ”. “Ngoài ra, chúng tôi sẽ tiến hành các thí nghiệm mới với những người khỏe mạnh, trong đó chúng tôi sẽ làm nhiễu chuyển động đầu-cổ của họ ngoài tầm nhìn của họ để mô phỏng tình trạng thiếu hụt tiền đình ở người.” 

Agrawal cũng là giám đốc Phòng thí nghiệm Robotics và Phục hồi chức năng (ROAR). 

Suy giảm khả năng vận động là một vấn đề đối với 4% người từ 18 đến 48 tuổi, nhưng nó là một vấn đề lớn hơn nhiều đối với những người lớn tuổi. 35% người trong độ tuổi từ 75 đến 80 tuổi bị suy giảm khả năng vận động. Điều này gây ra sự thiếu độc lập cũng như chất lượng cuộc sống thấp hơn. 

Khi dân số tiếp tục già đi và số lượng người già cao hơn so với người trẻ tuổi, vấn đề này sẽ gia tăng. 

“Chúng tôi sẽ cần những con đường hỗ trợ khác cho dân số đang già đi.” Agrawal nói. “Đây là một công nghệ có khả năng lấp đầy khoảng trống trong việc chăm sóc với chi phí khá thấp.”