Фото: wallpaperscraft.ru

Мягкая роботизированная перчатка поможет пациентам с инсультом заново научиться музыке

Инсульт является наиболее важной причиной инвалидности взрослых в ЕС, от которой ежегодно страдают примерно 1, 1 миллиона жителей. После инсульта пациентам обычно требуется реабилитация, чтобы заново научиться ходить, говорить или выполнять повседневные задачи.

Исследования показали, что помимо физической и трудотерапии, музыкальная терапия может помочь пациентам, перенесшим инсульт, восстановить речь и двигательные функции. Но для людей, обученных музыке и перенесших инсульт, воспроизведение музыки само по себе может быть навыком, которому необходимо научиться заново. Исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Robotics and AI, показало, как новая мягкая робототехника может помочь выздоравливающим пациентам заново научиться играть на музыкальных инструментах и другим навыкам, требующим ловкости и координации.

“Здесь мы показываем, что наша умная экзоскелетная перчатка со встроенными тактильными датчиками, мягкими приводами и искусственным интеллектом может эффективно помочь в повторном обучении выполнению ручных работ после нейротравмы”, — делится ведущий автор доктор Маохуа Лин, адъюнкт-профессор кафедры океана и машиностроения Атлантического университета Флориды.

Лин и его коллеги разработали и протестировали ‘умный ручной экзоскелет’ в форме многослойной гибкой робо-перчатки с 3D-печатью, которая весит всего 191 грамм. Вся область ладони и запястья перчатки спроектирована так, чтобы быть мягкой и гибкой, а форма перчатки может быть изготовлена на заказ с учетом анатомии каждого пользователя.

Мягкие пневматические приводы на кончиках пальцев создают движение и прилагают силу, имитируя естественные, точно отлаженные движения рук. Каждый кончик пальца также содержит массив из 16 гибких датчиков, или «такселей», которые дают тактильные ощущения руке владельца при взаимодействии с предметами или поверхностями. Производство перчатки простое, поскольку все приводы и датчики устанавливаются с помощью единого процесса формования.

“Надевая перчатку, пользователи-люди в значительной степени контролируют движение каждого пальца, — рассказывает старший автор доктор Эрик Энгеберг, профессор кафедры океана и машиностроения Атлантического университета Флориды. — Перчатка предназначена для облегчения и усиления естественных движений их рук, позволяя им контролировать сгибание и разгибание пальцев. Перчатка обеспечивает руководство рукой, обеспечивая поддержку и усиливая ловкость”.

Авторы предполагают, что пациенты в конечном итоге могут надеть пару таких перчаток, чтобы помочь обеим рукам независимо друг от друга восстановить ловкость, двигательные навыки и чувство координации.

Искусственный интеллект превратил перчатку в учителя музыки. Ученые использовали машинное обучение, чтобы успешно научить перчатку ‘чувствовать’ разницу между правильным и неправильным исполнением песни новичка на фортепиано. Здесь перчатка работала автономно, без участия человека, с помощью заранее запрограммированных движений. Песня называлась ‘У Мэри был маленький ягненок’, для воспроизведения которой требовалось четыре пальца.

“Мы обнаружили, что перчатка может научиться отличать правильную игру на фортепиано от неправильной. Это означает, что она может стать ценным инструментом для индивидуальной реабилитации людей, которые хотят заново научиться играть музыку”, — поясняет Энгеберг.

Теперь, когда доказана принципиальность, перчатку можно запрограммировать на предоставление владельцу обратной связи о том, что пошло правильно или неправильно в его игре, посредством тактильной обратной связи, визуальных сигналов или звука. Это позволит ей или ему понять их работу и добиться улучшений.

Эксклюзивный перевод

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Роботы против людей: кому дети больше доверяют при изучении новой информации

395 В наш цифровой век дети сталкиваются с огромным количеством информации онлайн, часть из которой …