脳性まひの子供のためのロボットスリーブ

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概要: 研究者は、低コストの「ソフト マシン」ロボット スリーブを開発して、脳性麻痺の子供が腕の動きを制御できるように支援します。

出典:UCR

カリフォルニア大学リバーサイド校のエンジニアは、脳性まひの子供たちが腕の動きをコントロールできるようにするために、低コストのロボット「衣類」を開発しています。

脳性まひは、小児期の深刻な身体障害の最も一般的な原因であり、このプロジェクトで想定されているデバイスは、脳性まひとともに生きる人々に長期的な毎日の支援を提供することを目的としています。

しかし、従来のロボットは硬く、人体に快適ではありません。 国立科学財団からの 150 万ドルの助成金によって実現したこのプロジェクトは、柔らかい繊維からデバイスを構築するという斬新なアプローチを採用しており、これにより、より自然な四肢の機能も促進されます。

「硬質材料は人間とうまく相互作用しません」と、UCR の機械工学助教授でプロジェクト リーダーのジョナサン リアルムートは述べています。 「ナイロンや伸縮性のある素材を使用することで、私たちが目指しているのは、本質的にロボットの衣服です。」

これらの衣類には、膨らむことができる密封された気密領域が含まれており、一時的に硬くなり、動きの力を提供します.

「上腕二頭筋のカールのために肘を曲げたいとしましょう。 生地に埋め込まれた特別に設計されたブラダーに空気を注入して、腕を前方に推進することができます」と Realmuto 氏は述べています。

このプロジェクトは、ロボットの構築だけでなく、着用者が実行したい動きを予測するよう機械に教えるアルゴリズムの開発にも焦点を当てます。

「動作支援を提供する際の重要な課題の 1 つは、人の意図を解釈することです。 私たちは「自発的なコントローラー」を必要としているので、ロボットは人間がやりたいことの観点から行動します」と Realmuto 氏は述べています。 プロジェクト チームには、UCR の機械工学助教授である Jun Sheng も含まれています。

このようなコントローラーの 1 つの側面は、筋肉が収縮するときに筋肉によって生成される小さな電圧を検出するために、袖にさまざまな小さなセンサーを使用することです。 これらのセンサーは、電圧データをアルゴリズムに送り込み、着用者の意図を抽出するように訓練されます。

従来の硬い素材ではなく、広く入手可能なテキスタイルを使用することで、スリーブのコストを低く抑えることができます. さらに、チームは高度な電子機器の使用を最小限に抑えることを意図しており、これは患者の全体的なコストの削減にも役立ちます。

このプロジェクトは、小児運動障害クリニックの患者がプロトタイプのテストと改良を支援する、オレンジ郡の小児病院と提携して実施されています。

提案されたロボット衣服の概念図。 クレジット: Jonathan Realmuto/UCR

さらに、研究チームは、プロジェクトの 4 年間のそれぞれについて、病院で年次会議を開催します。 これらの会議には、患者とその家族、および作業療法士が参加し、開発中の技術に関するフィードバックを引き出します。

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「私たちのデザイン プロセスに利害関係者を集中させることで、彼らにとって真に役立つ製品を開発したいと考えています」と Realmuto 氏は述べています。

開発チームは、この作業を、小児患者自身だけでなく、コミュニティ全体の自立性を高めるものと見なしています。

「子供たちが自分の歯を磨いたり、水を注いだり、ドアを開けたりといった、他の人が当然と思っている行動を助けることができれば、子供たちにとって大きな勝利です」と Realmuto 氏は言います。 「しかし、それは彼らの家族や世話人にとっても勝利です。」

このプロジェクトは運動障害のある子供に焦点を当てていますが、この技術は最終的には、高齢患者やその他の運動障害のある成人を含む他のアプリケーションや集団にも使用できます。

「私たちのテクノロジーは普遍的です」と Realmuto 氏は述べています。

このロボティクス研究ニュースについて

著者: Jules Bernstein出典: UCRContact: Jules Bernstein – UCRImage: The image is credit to Jonathan Realmuto/UCR



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