Robot karmiący dla osób z ograniczeniami ruchowymi
Robot karmiący opracowany przez naukowców z Cornell umożliwia osobom z poważnymi ograniczeniami ruchowymi samodzielne spożywanie posiłków.
System, wykorzystujący zaawansowane technologie takie jak wizja komputerowa, uczenie maszynowe oraz wielomodalne czujniki, otwiera nowe możliwości dla osób cierpiących na schorzenia takie jak uszkodzenia rdzenia kręgowego, porażenie mózgowe czy stwardnienie rozsiane.
Proces karmienia osób z poważnymi ograniczeniami ruchowymi to nie lada wyzwanie. Wiele z tych osób nie jest w stanie samodzielnie pochylić się czy przybliżyć twarz do łyżki, co wymaga od robotów karmiących precyzyjnego umieszczania jedzenia bezpośrednio w ich ustach. Tapomayukh „Tapo” Bhattacharjee, asystent profesora informatyki w Cornell Ann S. Bowers College of Computing and Information Science, jest głównym twórcą tego systemu, który został niedawno zaprezentowany na konferencji Human Robot Interaction w Boulder w stanie Kolorado, gdzie zdobył uznanie w postaci wyróżnienia za najlepszy referat.
System, nazwany „Feel the Bite”, wykorzystuje algorytmy do precyzyjnego rozpoznawania ust i odpowiedniej interakcji fizycznej. Ostatnie pięć centymetrów drogi, jaką pokonuje łyżka od talerza do ust, stanowi największe wyzwanie. Niektórzy pacjenci mogą mieć bardzo ograniczone możliwości otwarcia ust, niekiedy poniżej dwóch centymetrów, inni zaś mogą doświadczać niekontrolowanych skurczów mięśni, nawet w momencie, gdy łyżka znajduje się w ustach.
Zespołu Bhattacharjee rozwiązał te problemy, rozwijając system śledzenia ruchów ust w czasie rzeczywistym, który dostosowuje się do ruchów użytkownika, oraz dynamiczny mechanizm odpowiedzi, który pozwala robotowi na rozróżnienie między nagłymi skurczami a celowymi działaniami, takimi jak gryzienie czy manipulowanie łyżką językiem. Dzięki temu użytkownicy systemu mogą bezpiecznie i komfortowo spożywać posiłki, co zostało potwierdzone w trakcie badań z udziałem 13 osób z różnymi schorzeniami medycznymi, przeprowadzonych w laboratorium EmPRISE na kampusie Cornell w Ithace, w centrum medycznym w Nowym Jorku oraz w domu jednego z uczestników w Connecticut.
System karmienia jest wyposażony w wieloprzegubowe ramię z niestandardowym przyrządem na końcu, które potrafi wyczuwać siłę nacisku. Metoda śledzenia ust, opracowana na podstawie tysięcy obrazów ukazujących różne pozy głów i wyrażenia twarzy, korzysta z danych z dwóch kamer umieszczonych nad i pod łyżką. To pozwala na precyzyjne wykrywanie położenia ust, eliminując wizualne przeszkody spowodowane przez sam przyrząd.
Nie tylko osoby z ograniczeniami ruchowymi mogą skorzystać z tego systemu. Jego zastosowanie może być szersze, obejmujące różne aspekty opieki zdrowotnej i pomocy osobom starszym. Mimo że system wymaga dalszych badań, aby zbadać jego długoterminową użyteczność, jego obiecujące wyniki podkreślają potencjał do poprawy niezależności i jakości życia osób wymagających opieki.
Wprowadzenie tego rodzaju technologii oznacza nie tylko postęp w dziedzinie robotyki, ale także znaczący krok naprzód w humanizacji opieki technologicznej, oferując osobom z ograniczeniami ruchowymi większą samodzielność i niezależność.
Szymon Ślubowski
