Инженеры Калифорнийского университета в Риверсайде разрабатывают недорогую роботизированную «одежду», чтобы помочь детям с церебральным параличом научиться контролировать движения рук.

Церебральный паралич является наиболее распространенной причиной серьезной физической инвалидности в детстве, и устройства, предусмотренные для этого проекта, предназначены для оказания долгосрочной ежедневной помощи тем, кто с ним живет.

Однако традиционные роботы жесткие и неудобные для человеческого тела. Благодаря гранту в размере 1,5 миллиона долларов от Национального научного фонда этот проект использует новый подход к созданию устройств из мягкого текстиля, который также будет способствовать более естественному функционированию конечностей.

«Твердые материалы плохо взаимодействуют с людьми», — сказал Джонатан Реалмуто, доцент кафедры машиностроения UCR и руководитель проекта. «То, к чему мы стремимся, используя такие материалы, как нейлон и резинка, — это, по сути, роботизированная одежда».

Эти предметы одежды будут содержать герметичные воздухонепроницаемые области, которые могут надуваться, делая их временно жесткими и обеспечивая силу для движения.

«Допустим, вы хотите согнуть локоть для сгибания бицепса. Мы можем нагнетать воздух в специально разработанные камеры, встроенные в ткань, которые будут продвигать руку вперед», — сказал Реалмуто.

Проект будет сосредоточен не только на создании робота, но и на разработке алгоритмов, которые научат машину предсказывать движения, которые хочет выполнить владелец.

«Одной из критических проблем при оказании помощи при движении является интерпретация намерений человека. Нам нужен «волевой контроллер», чтобы робот вел себя с точки зрения того, что хочет делать человек», — сказал Реалмуто. В команду проекта также входит доцент кафедры машиностроения UCR Цзюнь Шэн.

Одним из аспектов такого контроллера является использование множества небольших датчиков на рукавах для обнаружения небольших напряжений, генерируемых мышцами при их сокращении. Эти датчики будут передавать данные о напряжении в алгоритм, который будет обучен извлекать из них намерения владельца.

Использование широкодоступного текстиля вместо традиционных жестких материалов, скорее всего, позволит снизить стоимость рукавов. Кроме того, команда намерена свести к минимуму использование сложной электроники, что также поможет снизить общие расходы пациентов.

Этот проект осуществляется в партнерстве с Детской больницей округа Ориндж, где пациенты из педиатрической клиники по двигательным расстройствам будут помогать тестировать и совершенствовать прототипы.

Кроме того, исследовательская группа будет проводить ежегодные встречи в больнице в течение каждого из четырех лет проекта. В этих встречах примут участие пациенты и их семьи, а также эрготерапевты , и они получат их отзывы о технологии по мере ее развития.

«Сосредоточив заинтересованные стороны на нашем процессе проектирования , мы надеемся разработать продукт, который действительно работает для них», — сказал Реалмуто.

Команда разработчиков рассматривает эту работу как повышение независимости не только самих педиатрических пациентов, но и целых сообществ.

«Если мы сможем помочь детям чистить зубы, наливать воду или открывать двери — действия, которые другие считают само собой разумеющимися, — это огромная победа для них», — сказал Реалмуто. «Но это также победа для их семей и опекунов».

Хотя этот проект ориентирован на детей с двигательными нарушениями, технология в конечном итоге может быть использована для других приложений и групп населения, включая пожилых пациентов и других взрослых с двигательными проблемами.

«Наша технология универсальна, — сказал Реалмуто.