Seis cenários de assistência com um protótipo de um robô sendo desenvolvido no MIT. Linha superior: entrando e saindo de uma banheira, curvando -se para alcançar objetos e pegando uma queda. Linha inferior: transição ligada a pano de um banheiro, levantando uma pessoa do chão e assistência a pé. | Imagem cortesia dos pesquisadores do MIT
Um grupo de engenheiros do MIT está trabalhando em robôs para ajudar a enfrentar os desafios dos cuidados com os EUA nos EUA.
A população dos EUA é mais velha do que nunca. Hoje, a idade mediana do país é de 38,9, que é quase uma década mais velha do que em 1980. E o número de adultos com mais de 65 anos deve aumentar de 58 milhões a 82 milhões em 2050. O desafio de cuidar dos idosos – em meio a uma escassez de atendimento, os custos de assistência médica e a evolução das estruturas familiares – é um número crescente.
O E-Bar atua como um conjunto de guidão robótico que seguem uma pessoa por trás. Um usuário pode andar de forma independente ou se apoiar nos braços do sistema para obter suporte.
O robô pode apoiar o peso total da pessoa, levantando -a de sentar -se para ficar em pé e vice -versa ao longo de uma trajetória natural. E os braços do robô podem pegá -los inflando rapidamente airbags laterais se começarem a cair.
Com seu design, os pesquisadores esperam impedir quedas, que hoje são a principal causa de lesão em adultos com 65 anos ou mais.
“Muitos adultos mais velhos subestimam o risco de queda e se recusam a usar auxílios físicos, que são complicados, enquanto outros superestimam o risco e podem não se exercitar, levando ao declínio da mobilidade”, disse Harry Asada, professor de engenharia da Ford no MIT. “Nosso conceito de design é fornecer aos adultos mais velhos com comprometimento do equilíbrio com guidão robótico para estabilizar seu corpo. Os guidão vão a qualquer lugar e fornecem suporte a qualquer momento, sempre que precisam.”
Os pesquisadores priorizam as necessidades do paciente, desejos no design de robôs
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O grupo de Asada no MIT desenvolve uma variedade de tecnologias e assessores robóticos para ajudar os idosos. Nos últimos anos, outros desenvolveram algoritmos de presbitção de outono e projetaram dispositivos de assistência, incluindo caminhantes robóticos, airbags vestíveis e autoinfling e quadros robóticos que protegem uma pessoa com um arnês e se movem com eles enquanto caminham.
“Acho que o Eldercare é o próximo grande desafio”, disse o designer de barras e-bar, Roberto Bolli, um estudante de pós-graduação no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT. “Todas as tendências demográficas apontam para uma escassez de cuidadores, um excedente de idosos e um forte desejo de idosos envelhecerem. Nós o vemos como uma fronteira inexplorada na América, mas também um desafio intrinsecamente interessante para a robótica.”
Ao projetar a barra eletrônica, Asada e Bolli visavam um robô que realiza essencialmente três tarefas: fornecendo suporte físico, prevenção de quedas e se movendo com segurança e discussão com uma pessoa. Além disso, eles procuraram acabar com qualquer arnês, para dar a um usuário mais independência e mobilidade.
“Pessoas idosas não gostam de usar arreios ou dispositivos de assistência”, disse Bolli. “A idéia por trás da estrutura de barras eletrônicas é que fornece suporte ao peso corporal, assistência ativa com marcha e pegada de queda, além de ser completamente desobstruída na frente. Você pode sair a qualquer momento.”
A equipe procurou projetar um robô especificamente para o envelhecimento em casa ou ajudando nas instalações de cuidados. Com base em suas entrevistas com adultos mais velhos e seus cuidadores, eles criaram vários requisitos de design. Isso incluiu que o robô deve se encaixar nas portas da casa, permitir que o usuário faça um passo completo e apoie todo o seu peso para ajudar no equilíbrio, na postura e nas transições de sentar para ficar em pé.
Bolli e Asada apresentarão um artigo detalhando o design do e-bar na conferência do IEEE sobre robótica e automação (ICRA) na próxima semana.
Mais sobre o design da barra eletrônica
O sistema assistivo inclui airbags infláveis, um garfo em forma de U com guidão vertical, uma base de acionamento de desvio omnidirecional, um sistema de liberação pneumática rápida e uma ligação de 18 barras para aumentar e diminuir o garfo. | Imagem cortesia dos pesquisadores do MIT
O robô consiste em um pesado, 220 lb. Base cujas dimensões e estrutura foram otimizadas para suportar o peso de um humano médio sem girar ou escorregar. Debaixo da base, há um conjunto de rodas omnidirecionais que permitem que o robô se mova em qualquer direção sem girar, se necessário.
Os cientistas do MIT compararam o movimento às rodas de um carro, mudando para deslizar para um espaço entre dois outros carros, sem estacionamento paralelo.
Estendendo -se da base do robô é um corpo articulado feito de 18 barras interconectadas ou ligações. Eles podem reconfigurar como um guindaste dobrável para levantar uma pessoa de uma posição sentada para a posição de pé e vice -versa. Dois braços com guidão se estendem do robô em uma forma de U, com os quais uma pessoa pode se apoiar e se apoiar se precisar de suporte adicional.
Finalmente, cada braço do robô é incorporado a airbags feitos de um material macio que pode inflar instantaneamente para pegar uma pessoa se cair, sem causar hematomas no impacto. Os pesquisadores afirmaram que o E-Bar é o primeiro robô capaz de pegar uma pessoa que cai sem dispositivos vestíveis ou uso de um arnês.
Eles testaram o robô no laboratório com um adulto mais velho que se ofereceu para usar o robô em vários cenários domésticos. A equipe descobriu que o E-Bar poderia apoiar ativamente a pessoa enquanto ela se inclinava para pegar algo do chão e se esticar para alcançar um objeto de uma prateleira-tarefas que podem ser desafiadoras para manter o equilíbrio. O robô também conseguiu levantar a pessoa para cima e sobre o lábio de uma banheira, simulando a tarefa de sair de uma banheira.
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Os pesquisadores do MIT olham para o futuro
Em sua versão atual, o robô é operado via controle remoto. Em iterações futuras, a equipe do MIT planeja automatizar grande parte da funcionalidade do bot, permitindo que ele siga autonomamente e ajude fisicamente um usuário. Os pesquisadores também estão trabalhando para simplificar o dispositivo para torná -lo mais magro e manobrável em pequenos espaços.
Bolli observou que um design como a barra eletrônico seria adequado para uso em casa por idosos que ainda têm um grau moderado de força muscular, mas requerem dispositivos de assistência para atividades de vida diária. “Ver a tecnologia usada em cenários da vida real é realmente emocionante”, disse ele.
Em seu artigo atual, os pesquisadores não incorporaram nenhum recurso de prescrição de queda no sistema de airbag da E-Bar. Mas outro projeto no laboratório da Asada, liderado pela estudante de graduação Emily Kamienski, concentrou-se no desenvolvimento de algoritmos com aprendizado de máquina para controlar um novo robô em resposta ao nível de risco de queda em tempo real do usuário.
Juntamente com a barra eletrônica, Asada vê diferentes tecnologias em seu laboratório como fornecendo diferentes níveis de assistência para pessoas em certas fases da vida ou da mobilidade.
Este trabalho foi apoiado, em parte, pela Iniciativa Nacional de Robótica e pela National Science Foundation.
A equipe que trabalha em simplificar a barra eletrônica, como na foto, para tornar o dispositivo mais magro e mais manobrável em pequenos espaços. | Imagem cortesia dos pesquisadores do MIT