Инвалидные коляски следующего поколения могут включать управляемые мозгом роботизированные руки и съемные дополнительные двигатели, чтобы помочь людям с ограниченными возможностями легче выполнять повседневные задачи или передвигаться по городу.
Профессор Николас Гарсия-Арасиль из Университета Мигеля Эрнандеса (UMH) в Эльче, Испания, разработал автоматизированную инвалидную коляску с роботизированной рукой с экзоскелетом для использования дома в рамках проекта под названием AIDE .
Он использует искусственный интеллект для извлечения соответствующей информации от пользователя, такой как его поведение, намерения и эмоциональное состояние, а также анализирует окружающую среду, говорит он.
Система, основанная на ручном экзоскелете, прикрепленном к роботизированной инвалидной коляске, предназначена для того, чтобы помочь людям с различными степенями и формами инвалидности выполнять повседневные функции, такие как прием пищи, питье и мытье посуды, самостоятельно и дома. Пока пользователь сидит в инвалидном кресле, он носит роботизированную руку, чтобы помочь ему схватить предметы и приблизить их — или, когда вся система подключена к системе домашней автоматизации, они могут попросить инвалидное кресло двигаться в определенном направлении или войти в конкретная комната.
Его механические колеса предназначены для перемещения в узких местах, что идеально подходит для домашнего использования, и система может управлять окружающей средой удаленно — например, включать и выключать свет, пользоваться телевизором или совершать телефонные звонки и отвечать на них. Более того, он может предвидеть потребности человека.
«Мы можем обучить искусственно интеллектуальным алгоритмам предсказывать, что пользователь хочет делать», — сказал профессор Гарсия-Арасиль. «Возможно, пользователь находится на кухне и хочет выпить. Система предоставляет свои возможности (на мониторе), чтобы они могли контролировать экзоскелет, чтобы поднять стакан и выпить».
Мультимодальная система
Технология не проста. Помимо роботизированной руки-экзоскелета, прикрепленной к инвалидному креслу-роботу, кресло имеет небольшой монитор и использует различные датчики, в том числе две камеры для распознавания окружающей среды, голосовое управление, очки для слежения за глазами для распознавания объектов и датчики, которые фиксируют активность мозга, движения глаз и сигналы от мышц.
В зависимости от потребностей и недостатков каждого человека, несколько устройств используются соответственно. Например, человек с серьезной инвалидностью, такой как травма шейного отдела спинного мозга, который иначе не смог бы использовать голосовое управление , мог бы использовать датчики активности мозга и движения глаз вместе.
По словам профессора Гарсии-Арасиля, пользователь надевает на голову кепку, заполненную электродами, для записи активности мозга, которая контролирует движение руки экзоскелета. Поэтому, когда пользователь видит себя закрывающим свою руку, например, на объекте, рука экзоскелета фактически делает это для них. Эта технология называется мозг-нейрон-компьютерное взаимодействие (BNCI), где активность мозга, а также мышц можно записывать и использовать для взаимодействия с электронным устройством.
Но система иногда может ошибаться, поэтому есть сигнал об отказе, говорит профессор Гарсия-Арасиль. «Мы используем горизонтальное движение глаза, поэтому, когда вы перемещаете глаза вправо, вы запускаете действие, но когда вы перемещаете глаза влево, вы прекращаете это действие», — объясняет он.
Прототип AIDE был успешно протестирован в прошлом году 17 людьми с ограниченными возможностями, включая приобретенное повреждение головного мозга (ABI), рассеянный склероз (MS) и повреждение спинного мозга (SCI), в Cedar Foundation в Белфасте, Северная Ирландия. Его использование было также продемонстрировано в UMH в Эльче, когда пользователь просил отвезти его в столовую, затем попросил выпить и выпил его с помощью экзоскелетной руки.
По словам профессора Гарсии Арацила, теперь необходимо выполнить больше работы, чтобы сделать систему более удобной в использовании, более дешевой и готовой к продаже.
Но это не просто новые высокотехнологичные инвалидные коляски, которые могут повысить функциональность для пользователей. Исследователи проекта FreeWheel разрабатывают способ добавления моторизованных единиц к существующим инвалидным коляскам, чтобы повысить их полезность в городских районах.
«В разных условиях возникают разные проблемы», — говорит координатор проекта Илария Скиави из IRIS SRL в Турине, Италия. Например, человек с инвалидной коляской может испытывать трудности в подъеме или спуске без какой-либо физической помощи на открытом воздухе. Но эта система может позволить людям, использующим инвалидные коляски, получать автоматизированный опыт инвалидной коляски независимо от того, находятся ли они в помещении или на улице, говорит она.
По словам Скьяви, моторизованные узлы будут прикрепляться к уже имеющимся у людей инвалидным коляскам, чтобы помочь им передвигаться более легко и независимо. Они могут быть либо арендованы на короткие периоды времени и адаптированы в зависимости от местоположения — в помещении или на улице — или куплены, в этом случае они будут полностью персонализированы для конкретного человека.
Исследователи также разрабатывают приложение для пользователя, которое включает в себя такие услуги, как заказ специального устройства для подключения инвалидной коляски и устройства, бронирование устройства, управление им и планирование поездки по городским районам для покупок или осмотра достопримечательностей.
«У вас есть мобильные приложения, которые позволяют вам, например, бронировать автомобили. Наше приложение позволит владельцу инвалидной коляски сначала подписаться на услугу, что включает покупку настраиваемого интерфейса для использования между их собственной инвалидной коляской и моторизованным устройством, которое у них есть. забронированы, «сказал Скьяви.
«Простой настраиваемый интерфейс позволит пользователям инвалидных колясок моторизовать свое точное устройство, как оно им используется, по разумной цене».
По ее словам, настройка возможна благодаря технологиям аддитивного производства (АМ). Технологии AM создают трехмерные объекты, добавляя материалы, такие как металл или пластик, слой за слоем.
Скиави и ее коллеги изучают различные варианты использования моторизованных агрегатов, и в следующем году команда планирует протестировать эту систему с людьми с ограниченными возможностями в Греции и Италии. Они надеются, что после разработки они будут доступны, как городские велосипеды, в общественных местах, таких как туристические достопримечательности или торговые центры.
