Роботизированная система кормит людей сильными ограничениями мобильности

Роботизированная система, разработанная исследователями Корнелла, питает студента -участника во время демонстрации лаборатории.Кредит: Корнелльский университет

«Кормление людей с серьезными ограничениями мобильности с роботом трудно, так как многие не могут наклониться вперед и требовать, чтобы пища была помещена непосредственно в их рты”, - сказал Тапомаюх, «Тапо» Бхаттачарджи, доцент кафедры компьютерных наук в колледже Корнелла Энн С. Бауэрс.вычислительной и информационной науки и старшего разработчика за системой.«Задача усиливается при кормлении людей с дополнительными сложными заболеваниями».

Документ по системе «Почувствуйте укус: с помощью робота с использованием переноса укусов с укусом в растиПолемОн получил лучшее в достопочтении статья, в то время как демонстрация более широкой системы роботизированного кормления исследовательской группы получила лучшую демонстрационную награду.

Лидер в области вспомогательной робототехники, Бхаттачарджи и его лаборатория Emprise потратили годы обучая машины сложный процесс, с помощью которого мы, люди, кормим себя.Это сложная задача - научить машину - от выявления продуктов питания на тарелке, поднимая их и затем переносить ее в устье получателя по уходу.

«Эти последние 5 сантиметров, от посуды до рта, чрезвычайно сложны», - сказал Бхаттачарджи.

У некоторых получателей ухода могут быть очень ограниченные отверстия в рочи, измеряющие менее 2 сантиметров, в то время как другие испытывают непроизвольные мышечные спазмы, которые могут возникнуть неожиданно, даже когда посуда находится во рту, сказал Бхаттачарджи.Кроме того, некоторые могут кусать пищу только в определенных местах во рту, которые они указывают, толкая посуду, используя язык, сказал он.

«Текущая технология смотрит на лицо человека только один раз и предполагает, что он останется неподвижным, что часто не так и может быть очень ограничивающим для получателей медицинской помощи», - сказал Раджат Кумар Дженамани, ведущий автор газеты и докторант в полеИнформатика.

Чтобы решить эти проблемы, исследователи разработали и осматривали своего робота двумя важными функциями: отслеживание уст уст в реальном времени, которое приспосабливается к движениям пользователей, и механизм динамического отклика, который позволяет роботу обнаруживать природу физических взаимодействий по мере их возникновения, и реагироватьсоответствующим образом.По словам исследователей, это позволяет системе различать внезапные спазмы, преднамеренные укусы и попытки пользователя манипулировать посудой во рту.

Роботизированная система успешно питалась 13 людьми с разнообразными заболеваниями в пользовательском исследовании, охватывающем три места: лаборатория Emprise в кампусе Корнелла Итака, медицинский центр в Нью -Йорке и дом получателя ухода в Коннектикуте.По словам исследователей, пользователи робота обнаружили, что это безопасно и комфортно.

«Это одна из самых обширных реальных оценок любой автономной системы кормления с помощью робота с конечными пользователями»,-сказал Бхаттачарджи.

Робот команды-это многооруженная рука, которая в конце содержит пользовательскую посуду, которая может ощутить, что к нему применяются силы.Метод отслеживания рта, созданный на тысячах изображений с участием позы различных участников и выражений лица, - сочетает данные из двух камер, расположенных выше и ниже посуды.

Это допускает точное обнаружение рта и преодолевает любые визуальные препятствия, вызванные самой посудой, сообщили исследователи.По словам Дженамани, этот механизм ответа с физическим взаимодействием использует как визуальное, так и силовое зондирование, чтобы понять, как пользователи взаимодействуют с роботом.

«Мы даем людям возможность контролировать 20-фунтовый робот только с их языком»,-сказал он.

Он назвал пользовательские исследования как самый приятный аспект проекта, отметив значительное эмоциональное воздействие робота на получателей ухода и их попечителей.Во время одной сессии родители дочери с Schizencephaly Quadrlygia, редким врожденным дефектом, были свидетелями того, как она успешно прокормила себя, используя систему.

«Это был момент настоящих эмоций; ее отец поднял свою кепку на праздновании, и ее мать была почти в слезах», - сказал Дженамани.

По словам исследователей, в то время как дальнейшая работа необходима для изучения долгосрочной удобства использования системы, ее многообещающие результаты подчеркивают потенциал для повышения уровня независимости и качества жизни получателей медицинской помощи и качества жизни.

«Это удивительно, - сказал Бхаттачарджи, - и очень, очень полноценное».

Больше информации: Раджат Кумар Дженамани и др. Почувствуют укус: с помощью робота с помощью перевода укусов внутри растира с использованием надежного восприятия рта и контроля физического взаимодействия, разбирательства Международной конференции ACM/IEEE 2024 года по взаимодействию человека-робот (2024).Doi: 10.1145/3610977.3634975