В последние годы робототехники разработали широкий спектр систем, которые в конечном итоге могут быть внедрены в учреждения здравоохранения и дома престарелых. Они включают как медицинских роботов, так и роботов, предназначенных для предоставления услуг компаньона или помощи пользователям-людям.

Исследователи из Шанхайского университета Цзяотун и Шанхайского университета науки и технологий недавно разработали роботизированную систему, которая может делать массаж людям, использующим методы традиционной китайской медицины (ТКМ). Этот новый робот, представленный в статье на сервере препринтов arXiv, в конечном итоге может быть развернут в учреждениях здравоохранения, оздоровительных и реабилитационных центрах в качестве дополнительных терапевтических инструментов для пациентов, испытывающих различные виды боли или дискомфорта.

«Мы применяем адаптивный алгоритм управления доступом для оптимизации силы и контроля положения, обеспечивая безопасность и комфорт», — пишут Юань Сюй, Куй Хуан, Вэйчао Го и Лэйи Ду в своей статье. «В статье анализируются ключевые методы ТКМ с кинематической и динамической точек зрения и разрабатываются роботизированные системы для воспроизведения этих методов массажа».

Роботизированная система, разработанная исследователями, состоит из двух роботизированных рук jaka zhu7, каждая из которых имеет многофункциональную массажную руку, установленную на конце. Эта механическая массажная рука напоминает человеческую руку по форме и размеру.

Рука имеет четыре режима работы, разработанных для воспроизведения различных техник массажа ТКМ, основанных на древних принципах, таких как концепция органов и меридианов цзан-фу. Четыре режима работы включают в себя удар ладонью, вибрацию, разминание и функциональный модуль пальцевой техники.

Функция удара ладонью подразумевает выполнение массажа ладонью, раздвигая пальцы на спине пользователя, и массаж кулаком, сжимая их в кулак. Функция вибрации использует двигатель для имитации высокочастотных вибраций, таких как те, которые используются во время вибрационного массажа.

Модуль функции разминания использует двигатель разминания, который позволяет большому пальцу сжимать кожу пользователя совместно с четырьмя другими пальцами на руке, производя разминающий массаж. Наконец, функция пальцевой техники позволяет роботу выполнять другие виды массажа с использованием пальцев.

«Мы внедрили алгоритм контроля соответствия, основанный на адаптивном контроле допуска, с целью оптимизации контроля силы и положения для решения таких проблем, как изменение позы пациента и различия в жесткости мышц, обеспечивая безопасность и комфорт процесса массажа», — пишут Сюй, Хуан и их коллеги.

«Более того, объединяя техники массажа, эта статья проводит углубленный анализ нескольких типичных методов массажа с кинематической и динамической точек зрения, проектирует соответствующие механические массажные руки и использует роботизированную технологию для воспроизведения и автоматизации этих традиционных техник».

Сначала исследователи собрали демонстрационные данные от экспертов-терапевтов традиционной китайской медицины, используя систему захвата движения Optitrack и прибор для измерения силы массажа ZTC-II. Затем эти данные использовались для обучения алгоритмов машинного обучения, которые контролировали и планировали действия их роботизированной массажной системы.

«Благодаря внедрению этих технологий данная статья обеспечивает теоретическую поддержку и практическое руководство по роботизированной реализации массажных техник, способствуя интеграции традиционного китайского массажа с современной робототехникой и открывая новые перспективы применения вспомогательных терапевтических методов», — пишут Сюй, Хуан и их коллеги.

Исследователи протестировали прототип своей системы, запустив эксперимент в реальном мире, оценив его способность эффективно воспроизводить различные техники массажа ТКМ. Они обнаружили, что робот успешно и эффективно воспроизводит четыре техники массажа: удар, нажатие, толчок и вибрацию.

В будущем робота можно будет усовершенствовать и протестировать в терапевтических условиях, чтобы оценить его производительность и изучить, как на него реагируют пользователи-люди. Кроме того, это недавнее исследование может вдохновить другие исследовательские группы на создание автоматизированных массажных систем, возможно, воспроизводящих другие стили массажа для релаксации или реабилитации.