Đũa Cây Được Trang Bị Robot Giúp Cá Nhân Có Khả Năng Di Chuyển Bị Hạn Chế

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Columbia Engineering do Sunil Agrawal, giáo sư kỹ thuật cơ khí và y học phục hồi và tái tạo tại Columbia Engineering, đã biến một cây đũa đơn giản thành một thiết bị robot với sự hỗ trợ chạm nhẹ. Thiết bị mới, được gọi là CANINE, có thể được sử dụng để hỗ trợ người cao tuổi và những người có khả năng di chuyển bị hạn chế. Nhóm nghiên cứu đã thêm điện tử và công nghệ tính toán vào cây đũa cổ điển. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí IEEE Robotics and Automation Letters. 

Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra cách một robot tự động có thể “đi” cùng với con người và cung cấp hỗ trợ chạm nhẹ. Điều này tương tự như cách một người, khi cố gắng giữ thăng bằng, chạm vào người bên cạnh để hỗ trợ. 

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

“Thường thì, người cao tuổi được hưởng lợi từ việc cầm tay nhẹ để hỗ trợ,” ông nói. “Chúng tôi đã phát triển một cây đũa robot gắn với một robot di động tự động theo dõi một người đi bộ và di chuyển cùng. Các đối tượng đi trên một tấm thảm được trang bị cảm biến trong khi tấm thảm ghi lại chiều dài bước và nhịp đi, về cơ bản là các tham số không gian và thời gian của việc đi bộ, để chúng tôi có thể phân tích gait của một người và ảnh hưởng của chạm nhẹ lên nó.” 

Cây đũa robot, hoặc CANINE, là một loại trợ lý di động. Nó có thể giúp nhận thức bản thân của một người, đó là nhận thức tự nhiên trong các hoạt động như đi bộ. Điều này sẽ giúp ổn định và cân bằng của cá nhân. 

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

“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,” Stein nói. “Chiến lược này có tiềm năng ứng dụng cho nhiều tình trạng, đặc biệt là những người có rối loạn đi.” 

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thiết bị CANINE mới với 12 người trẻ khỏe mạnh. Họ được trang bị kính thực tế ảo được sử dụng để tạo ra một môi trường trực quan, một môi trường làm cho người dùng bị lắc sang hai bên và tiến lui. Điều này khiến họ mất thăng bằng. 

Sau khi bị lắc, các cá nhân đi 10 vòng trên tấm thảm được trang bị cảm biến. Họ không có thiết bị CANINE tại đầu tiên, nhưng họ sử dụng nó vào lần thứ hai. Việc đi bộ của họ được kiểm tra với các perturbations trực quan, và nhóm nghiên cứu đã tìm thấy rằng hỗ trợ chạm nhẹ của thiết bị CANINE giúp các cá nhân thu hẹp bước đi của họ. Bước đi hẹp hơn có nghĩa là giảm cơ sở hỗ trợ. Điều này dẫn đến sự dao động nhỏ hơn của tâm khối và tăng ổn định khi các cá nhân đi bộ. 

“Giai đoạn tiếp theo trong nghiên cứu của chúng tôi sẽ là thử nghiệm thiết bị này trên người cao tuổi và những người có vấn đề về thăng bằng và đi bộ để nghiên cứu cách cây đũa robot có thể cải thiện gait của họ,” Agrawal nói. “Ngoài ra, chúng tôi sẽ tiến hành các thí nghiệm mới với những người khỏe mạnh, nơi chúng tôi sẽ làm gián đoạn chuyển động đầu-cổ của họ ngoài tầm nhìn để mô phỏng khiếm khuyết tiền đình ở người.” 

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

Vấn đề di chuyển bị hạn chế là một vấn đề đối với 4% người trong độ tuổi từ 18 đến 48, nhưng nó là một vấn đề lớn hơn đối với những người cao tuổi. 35% người trong độ tuổi từ 75 đến 80 năm bị hạn chế di chuyển. Điều này gây ra sự thiếu độc lập cũng như chất lượng cuộc sống thấp hơn. 

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

“Chúng tôi sẽ cần các kênh hỗ trợ khác cho dân số già,” Agrawal nói. “Đây là một công nghệ có tiềm năng lấp đầy khoảng trống trong chăm sóc một cách khá rẻ.”