Инсульт является самой важной причиной инвалидности взрослых в ЕС, от которой ежегодно страдает около 1,1 млн людей. После инсульта пациенты обычно нуждаются в реабилитации, чтобы заново научиться ходить, говорить или выполнять повседневные задачи. Исследования показали, что помимо физической и трудовой терапии, музыкальная терапия может помочь пациентам, перенесшим инсульт, восстановить речь и моторику.
Для людей, обученных музыке и перенесших инсульт, воспроизведение музыки может оказаться навыком, который нужно осваивать заново. Исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Robotics and AI, показало, как новая мягкая робототехника может помочь выздоравливающим пациентам заново научиться играть музыку и другим навыкам, требующим ловкости и координации.
"Здесь мы показываем, что наша умная перчатка-экзоскелет с интегрированными тактильными датчиками, мягкими приводами и ИИ может эффективно помочь в повторном обучении после нейротравмы", - говорит ведущий автор исследования доктор Маохуа Лин, адъюнкт-профессор кафедры океанотехники и машиностроения Атлантического университета Флориды.
Лин и его коллеги разработали и испытали экзоскелет в форме многослойной гибкой 3D-печатной робо-перчатки, которая весит 191 грамм. Вся ладонь и область запястья перчатки сделаны мягкими и гибкими, а форма перчатки может быть изготовлена на заказ в соответствии с анатомическими особенностями каждого пользователя.
Мягкие пневматические приводы в кончиках пальцев генерируют движение и прикладывают силу, имитируя естественные, точно выверенные движения руки. Каждый кончик пальца также содержит массив из 16 гибких датчиков, которые передают тактильные ощущения руке пользователя при взаимодействии с объектами или поверхностями. Производство перчатки очень простое, так как все приводы и датчики устанавливаются на место с помощью одного процесса формования.
"Надевая перчатку, пользователь в значительной степени контролирует движение каждого пальца, - сказал старший автор доктор Эрик Энгеберг, профессор кафедры океанотехники и машиностроения Атлантического университета Флориды. - Перчатка предназначена для помощи и улучшения естественных движений руки, позволяя контролировать сгибание и разгибание пальцев. Перчатка направляет руку, обеспечивая поддержку и усиливая ловкость".
Авторы предполагают, что в конечном итоге пациенты могут носить пару таких перчаток, чтобы помочь обеим рукам независимо друг от друга восстановить ловкость, двигательные навыки и чувство координации.
Авторы использовали машинное обучение, чтобы успешно научить перчатку "чувствовать" разницу между правильным и неправильным исполнением произведения на фортепиано. Здесь перчатка работала автономно, без участия человека, с заранее запрограммированными движениями. Это была американская детская песня XIX века «Mary Had a Little Lamb», для исполнения которой требуется четыре пальца.
"Мы обнаружили, что перчатка может научиться различать правильную и неправильную игру на фортепиано. Это означает, что она может стать ценным инструментом для персонализированной реабилитации людей, которые хотят заново научиться играть", - сказал Энгеберг.
Теперь, когда этап проверки и подтверждения принципа действия технологии успешно продемонстрирован, перчатку можно запрограммировать так, чтобы она давала пользователю обратную связь о том, что было правильно или неправильно в его игре, с помощью тактильной обратной связи, визуальных подсказок или звука. Это позволит ей или ему понять свою игру и улучшить ее.
Комментарии
(0) Добавить комментарий