通过机器人的眼睛看到帮助那些深刻的运动障碍

接口系统使用增强现实技术可以帮助个人深刻的运动能力损伤操作仿人机器人来养活自己并执行常规的个人护理任务,如挠痒和爽肤水。基于web的界面显示一个“机器人的眼睛”观点的环境,帮助用户通过机器与世界互动。

在《华尔街日报》所描述的系统,3月15日《公共科学图书馆•综合》,可以使复杂的机器人更有用的那些没有经验的人操作复杂机器人系统。研究参与者与机器人互动界面使用标准的辅助计算机访问项目,他们已经使用眼睛追踪器和头部追踪程序来控制他们的个人电脑。

本文报道的两项研究显示这种“机器人身体surrogates-which可以执行任务类似于人类的为用户提高生活的质量。工作可以为开发更快和更有能力提供一个基础辅助机器人。

“我们的研究结果表明,人与深厚的汽车赤字可以提高他们的生活质量使用机器人身体代理人,”菲利普·格莱斯说,最近的一次乔治亚理工学院博士研究生论文的第一作者是谁。“我们已经迈出了第一步使某人购买一个合适的类型的机器人,让它在家里,得到真正的从中受益。”

格赖斯和查理·坎普教授从华莱士·h·库尔特生物医学工程系乔治亚理工大学和艾莫利大学使用一个PR2移动机械手的Willow Garage公司制造的两个研究。轮式机器人有20个自由度,两臂和一个“头”,给它的能力操纵对象等水瓶、浴巾、梳子、甚至一个电动剃须刀。

“我们的目标是给人们有限的使用自己的身体接触机器人的身体,这样他们就可以以新的方式与世界互动,”坎普说。

在第一个研究中,格赖斯和坎普在互联网上可用的PR2的一组15参与者有严重运动障碍。参与者学会远程控制机器人,使用自己的辅助设备操作鼠标光标执行个人护理任务。百分之八十的参与者能够操纵机器人拿起水瓶,把它的嘴一个人体模型。

“与健全的人相比,机器人的功能是有限的,”格赖斯说。”,但参与者能够有效地执行任务,显示改善临床评估,测量他们的能力来操纵对象相比,他们已经能够没有机器人。”

在第二项研究中,研究人员提供了PR2和接口系统亨利·埃文斯,加州人一直在帮助佐治亚理工学院的研究人员研究自2011年以来,提高辅助机器人系统。埃文斯,他已经非常有限的控制他的身体,检测机器人在家里七天,不仅完成了任务,还设计了新颖的使用相结合的操作在同一利用一只手臂来控制机器人手臂毛巾和其他使用刷子。

“系统对我非常有价值,因为它使我独立操作环境以来的第一次中风,”埃文斯说。“对别人,我很高兴看到菲尔获得压倒性的积极的结果,当他客观地测试系统与其他15人。”

研究人员感到高兴,埃文斯开发新用途的机器人,结合运动的两臂的方式他们出乎意料的时候。

“当我们给亨利每周免费访问机器人,他发现新机会使用它,我们没有预料到,“格赖斯说。“这很重要,因为很多可用的辅助技术今天是为特定目的而设计的。亨利已经表明,这个系统是强大的和授权用户提供援助。这可能是非常广泛的机会。”

接口允许埃文斯照顾自己在床上一段时间。系统接口的“最有益的方面是,我可以完全独立地操作机器人,只有小头部动作使用一个非常直观的图形用户界面,”埃文斯说。

基于web的界面显示用户从相机位于世界是什么样子的机器人的头部。点击控件覆盖视图允许用户移动机器人在一个家庭或其他环境和控制机器人的手和手臂。当用户移动机器人的头部,例如,屏幕显示鼠标光标的一对眼球说明机器人当用户单击。点击一个盘周围的机械手允许用户选择一个动作。开车时的机器人在一个房间,行后界面上的光标指示的方向旅行。

建筑周围的界面行为的一个简单的单键鼠标允许残疾人的使用接口而不需要进行长时间的培训。

“有一个接口,有广泛的物理障碍的个体可以意味着我们可以提供范围广泛的人,通用设计的一种形式,”格赖斯指出。“因为它的能力,这是一个非常复杂的系统,所以我们必须克服的挑战是使其能够访问个人非常有限的控制自己的身体。”

虽然研究结果证明研究人员已经着手要做什么,坎普同意,可以进行改进。现有的系统是缓慢的,错误由用户可以创建重大挫折。不过,他说,“今天人们可以使用这种技术,真正从中受益。”

的成本和规模PR2需要显著降低系统在商业上可行,埃文斯说。坎普说,这些研究一种新型的辅助技术。

“我似乎在此基础上研究机器人身体代理人可以向用户提供显著的好处,”坎普说。