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by Julianna Photopoulos, From Horizon Magazine, Horizon: The EU Research & Innovation Magazine
新一代輪椅可以采用腦控機(jī)器人手臂和可出租的附加電機(jī)，以幫助殘疾人更輕松地完成日常任務(wù)或繞城游覽。
來自西班牙埃爾切的MiguelHernández（UMH）Universidad的NicolásGarcía-Aracil教授開發(fā)了一種帶有外骨骼機(jī)械臂的自動(dòng)輪椅，可在家中使用，作為AIDE項(xiàng)目的一部分。
他說，它使用人工智能從用戶那里提取相關(guān)信息，例如他們的行為，意圖和情緒狀態(tài)，并分析其環(huán)境環(huán)境。
該系統(tǒng)基于與機(jī)器人輪椅相連的手臂外骨骼，旨在幫助生活在各種程度和形式的殘疾人中，在自己和家中進(jìn)行飲食，飲水和洗滌等日常功能。當(dāng)用戶坐在輪椅上時(shí)，他們戴著機(jī)器人手臂來幫助他們抓住物體并將它們拉近 - 或者當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)連接到家庭自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，他們可以要求輪椅在特定方向上移動(dòng)或進(jìn)入特別的房間。
它的機(jī)械輪可以在狹窄的空間內(nèi)移動(dòng)，非常適合家庭使用，系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程控制環(huán)境 - 例如，打開和關(guān)閉燈，使用電視或撥打和接聽電話。更重要的是，它可以預(yù)測人的需求。
“我們可以通過人工智能算法來預(yù)測用戶想要做什么，”García-Aracil教授說。 “也許用戶在廚房里想喝一杯。系統(tǒng)提供他們的選擇（在顯示器上），這樣他們就可以控制外骨骼來提升玻璃和飲料。”
多模態(tài)系統(tǒng)
這項(xiàng)技術(shù)并不簡單。除了連接到機(jī)器人輪椅的外骨骼機(jī)器人手臂外，椅子還配有一個(gè)小型監(jiān)視器，并使用各種傳感器，包括兩個(gè)識(shí)別環(huán)境的攝像頭，語音控制，用于識(shí)別物體的眼睛跟蹤眼鏡以及捕捉大腦活動(dòng)的傳感器，眼睛運(yùn)動(dòng)和來自肌肉的信號(hào)。
根據(jù)每個(gè)人的需要和殘疾情況，可以相應(yīng)地使用多個(gè)設(shè)備。例如，有嚴(yán)重殘疾的人，如頸椎脊髓損傷，如果不能用語音控制，就可以使用大腦活動(dòng)和眼球運(yùn)動(dòng)傳感器。
García-Aracil教授解釋說，用戶戴著頭蓋，充滿電極，記錄控制外骨骼手部運(yùn)動(dòng)的大腦活動(dòng)。因此，當(dāng)用戶看到自己將手放在物體上時(shí)，外骨骼臂實(shí)際上是為它們做的。這項(xiàng)技術(shù)被稱為腦 - 神經(jīng) - 計(jì)算機(jī)交互（BNCI），其中可以記錄大腦和肌肉活動(dòng)并用于與電子設(shè)備交互。
但García-Aracil教授表示，該系統(tǒng)有時(shí)會(huì)出錯(cuò)，因此有一個(gè)中止信號(hào)。 “我們使用眼睛的水平運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)你向右移動(dòng)你的眼睛時(shí)會(huì)觸發(fā)一個(gè)動(dòng)作，但是當(dāng)你向左移動(dòng)你的眼睛時(shí)就會(huì)中止這個(gè)動(dòng)作，”他解釋道。
AIDE原型去年在北愛爾蘭貝爾法斯特的Cedar基金會(huì)成功測試了17名殘疾人，包括后天性腦損傷（ABI），多發(fā)性硬化癥（MS）和脊髓損傷（SCI）。它的使用也在Elche的UMH中得到證實(shí)，用戶要求被帶到自助餐廳，然后要求喝一杯，并在外骨骼手臂的幫助下喝它。
García-Aracil教授表示，現(xiàn)在需要開展更多工作，使系統(tǒng)更易于使用，更便宜并為市場做好準(zhǔn)備。
但它不僅僅是新的高科技輪椅可以增加用戶的功能。 FreeWheel項(xiàng)目的研究人員正在開發(fā)一種方法，將機(jī)動(dòng)單元添加到現(xiàn)有輪椅中，以提高其在城市地區(qū)的效用。
“不同的設(shè)置有不同的挑戰(zhàn)，”意大利都靈IRIS SRL的項(xiàng)目協(xié)調(diào)員Ilaria Schiavi說。例如，在戶外時(shí)，有輪椅的人可能很難在沒有任何身體輔助的情況下上坡或下坡。但她說，這個(gè)系統(tǒng)可以讓使用輪椅的人無論是在室內(nèi)還是在室外都能獲得自動(dòng)輪椅體驗(yàn)。
可出租
Schiavi解釋說，機(jī)動(dòng)單元將連接到人們已有的手動(dòng)輪椅上，以幫助他們更輕松，更獨(dú)立地移動(dòng)。這些可以短時(shí)間租用，并根據(jù)位置 - 室內(nèi)或室外環(huán)境 - 或購買而定制，在這種情況下，個(gè)人將完全個(gè)性化。
研究人員還在為用戶開發(fā)一款應(yīng)用程序，其中包括訂購定制設(shè)備以連接輪椅和設(shè)備，預(yù)訂設(shè)備，控制設(shè)備以及規(guī)劃城市地區(qū)的購物或觀光旅程等服務(wù)。
“例如，您擁有允許您預(yù)訂汽車的移動(dòng)應(yīng)用程序。我們的應(yīng)用程序?qū)⒃试S輪椅所有者首先訂閱該服務(wù)，其中包括購買自定義界面以在他們自己的輪椅和他們擁有的機(jī)動(dòng)單元之間使用預(yù)訂，“Schiavi說。
“一個(gè)簡單的定制界面將允許輪椅使用者以合理的成本駕駛他們的確切設(shè)備，因?yàn)樗鼈兪褂盟鼈儭?rdquo;
她說，通過增材制造（AM）技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)定制。 AM技術(shù)通過逐層添加金屬或塑料等材料來構(gòu)建三維對(duì)象。
Schiavi和她的同事們正在探索機(jī)動(dòng)部隊(duì)的各種用途，明年，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在希臘和意大利的移動(dòng)障礙人群中測試該系統(tǒng)。他們希望，一旦開發(fā)出來，它們就像城市自行車一樣可以在公共場所如旅游景點(diǎn)或購物中心使用。
聲明：本文由 NEWFELLOW 編譯，中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準(zhǔn)。
原文鏈接：https://phys.org/news/2019-03-robotic-arms-temporary-motorisationthe-wheelchairs.html