机器人手杖帮助行动不便的个体

由机械工程和康复与再生医学教授Sunil Agrawal领导的哥伦比亚工程学院研究团队将一根简单的手杖变成了一个具有轻触辅助的机器人设备。这种新设备被称为CANINE，可以用于帮助老年人和行动不便的个体。研究团队在经典的手杖中添加了电子和计算技术。该研究已发表在IEEE机器人与自动化信札中。

该团队展示了如何让一个自主机器人“与人类一起行走”并提供轻触支持。它类似于一个人在试图保持平衡时，会触摸旁边的人以获得支持。

Sunil Agrawal谈到了用于帮助行动不便个体的新技术。他也是哥伦比亚大学数据科学研究所的成员。

“老年人通常会从轻轻握手中获得支持，”他说。“我们开发了一根机器人手杖，附着在一个移动机器人上，它会自动跟踪行走的人并移动到旁边。受试者在仪表化的传感器垫上行走，垫子记录步长和行走节奏，基本上是行走的空间和时间参数，以便我们分析一个人的步态和轻触对其的影响。”

机器人手杖或CANINE是一种移动辅助设备。它可以帮助一个人的本体感受，即在行走等各种活动中的自我意识。这将有助于个体的稳定性和平衡。

Joel Stein，身体医学和康复的Simon Brauch教授和研究的共同作者，谈到了新技术。Stein也是哥伦比亚大学爱尔兰医学院康复和再生医学系的主任。

“这是为个体提供辅助和反馈的新方法，当他们在环境中导航时，”Stein说。“这种策略对于各种情况都有潜在的应用，特别是对于步态障碍的个体。”

该团队用12名健康的年轻人测试了新的CANINE设备。他们被给予虚拟现实眼镜，用于创建一个视觉环境，一个环境会左右摇晃和前后摇晃，导致他们失去平衡。

在被摇晃后，个体在仪表化的垫子上行走了10圈。他们最初没有使用CANINE设备，但第二次使用了它。他们的行走被视觉干扰测试过，研究团队发现CANINE设备的轻触支持帮助个体缩小了步幅。步幅变小意味着支持基础减少，导致行走时中心质量的振荡减小，稳定性增加。

“我们研究的下一阶段将是测试该设备在老年个体和平衡和步态缺陷个体中的效果，以研究机器人手杖如何改善他们的步态，”Agrawal说。“另外，我们将进行新的实验，使用健康个体，我们将干扰他们的头颈运动，除了视觉，以模拟人群的前庭功能缺陷。”

Agrawal也是机器人和康复（ROAR）实验室的主任。

行动不便是一个问题，影响18至48岁的人群的4%，但对于老年人来说，这是一个更大的问题。75至80岁之间的人群中有35%的人患有行动不便。这导致了独立性和生活质量的下降。

随着人口的老龄化，老年人相对于年轻人的数量增加，这个问题将会加剧。

“我们将需要其他支持老龄化人口的途径，”Agrawal说。“这是一个具有潜力的技术，可以以相对廉价的方式填补护理的空白。”