Robotski sustav hrani nepokretne ljude

Istraživači s američkog Sveučilišta Cornell razvili su robotski sustav koji koristi računalni vid, strojno učenje i multimodalni senzor za sigurno hranjenje ljudi s teškim ograničenjima u pokretljivosti, uključujući one s ozljedama leđne moždine, cerebralnom paralizom i multiplom sklerozom.

"Hranjenje osoba s teškim ograničenjima pokretljivosti pomoću robota je teško, budući da se mnogi ne mogu nagnuti naprijed i zahtijevaju da im se hrana stavi izravno u usta", rekao je Tapomayukh Bhattacharjee, docent računarstva i informacijskih znanosti i viši programer koji stoji iza sustava. "Izazov se pojačava kada se hrane pojedinci s dodatnim složenim medicinskim stanjima."

Vodeći u asistivnoj robotici , Bhattacharjee i njegov EmPRISE Lab godinama su podučavali strojeve složenom procesu kojim se mi ljudi hranimo. Kompliciran je izazov naučiti stroj, od prepoznavanja namirnica na tanjuru, njihovog podizanja i zatim prenošenja u usta primatelja. 

"Ovih posljednjih 5 centimetara, od pribora do unutrašnjosti usta, iznimno je izazovno", rekao je Bhattacharjee.

Neki primatelji njege mogu imati vrlo ograničene otvore usta, manje od 2 centimetra, dok drugi dožive nenamjerne grčeve mišića koji se mogu dogoditi neočekivano, čak i kada je pribor u njihovim ustima, rekao je Bhattacharjee. Nadalje, neki mogu zagristi hranu samo na određenim mjestima u ustima, što pokazuju guranjem pribora jezikom, rekao je.

Kako bi odgovorili na te izazove, istraživači su razvili i opremili svog robota s dvije bitne značajke, praćenjem usta u stvarnom vremenu koje se prilagođava pokretima korisnika i mehanizmom dinamičkog odgovora koji robotu omogućuje otkrivanje prirode fizičkih interakcija dok se događaju i prikladno reagiranje. Ovo omogućuje sustavu da razlikuje iznenadne grčeve, namjerne ugrize i pokušaje korisnika da manipuliraju priborom u ustima, rekli su istraživači.

Robotski sustav uspješno je hranio 13 osoba s različitim zdravstvenim stanjima u korisničkoj studiji koja je obuhvaćala tri lokacije: EmPRISE Lab na kampusu Cornell Ithaca, medicinski centar u New Yorku i dom korisnika skrbi u Connecticutu. Korisnici koji su testirali robota smatrali su ga sigurnim i udobnim, rekli su istraživači.

Robot je ruka s više zglobova koja na kraju drži posebno izrađen pribor koji može osjetiti sile koje se na njega primjenjuju. Metoda praćenja usta uvježbana na tisućama slika koje prikazuju različite poze glave i izraze lica sudionika, kombinira podatke s dvije kamere postavljene iznad i ispod posuđa. To omogućuje precizno otkrivanje usta i prevladava sve vizualne prepreke uzrokovane samim priborom. Ovaj mehanizam odgovora koji je svjestan fizičke interakcije koristi i vizualno i osjetilo sile kako bi uočio kako korisnici komuniciraju s robotom.

Tijekom jedne seanse, roditelji kćeri sa shizencefalnom kvadriplegijom, rijetkom urođenom manom, svjedočili su kako se uspješno sama hrani pomoću sustava. 

Mada je potreban daljnji rad da bi se istražila dugoročna upotrebljivost sustava, njegovi obećavajući rezultati naglašavaju potencijal za poboljšanje kvalitete života korisnika skrbi, rekli su istraživači.

Istraživački rad objavljen u časopisu ACM možete pronaći na ovoj poveznici.