Näköohjatun jaetun ohjauksen arviointi avustavien robottien manipuloijille (ARM Control)
keskiviikko 28. tammikuuta 2026 päivittänyt: VA Office of Research and Development
Visio-ohjatun jaetun ohjauksen kehittäminen avustaville robottimanipulaattoreille
Tämän tutkimuksen tarkoituksena on arvioida uusi ohjaus (eli näköohjattu jaettu ohjaus) pyörätuoliin asennettavalle avustavalle robottimanipulaattorille moottoripyörätuolin käyttäjien keskuudessa.
Tämä tutkimus koostuu kyselystä yleisistä väestötiedoista, terveystiedoista ja aiemmasta avustusteknologiasta.
Lisäksi suoritetaan useita testejä yläraajojen toiminnan ja kyvyn sekä avaruudellisen suuntautumisen ja visualisointikyvyn testaamiseksi.
Siihen asti osallistujat käyvät läpi koulutusvaiheen avustavan robottimanipulaattorin ollessa asennettuna pöydälle arvioidakseen, ovatko he oikeutettuja osallistumaan tutkimukseen.
Tukikelpoiset osallistujat siirtyvät toiseen koulutusvaiheeseen, jossa heitä pyydetään oppimaan ja harjoittelemaan hieman monimutkaisempia tehtäviä käyttämällä visioohjattua jaettua ohjainta.
Tämän koulutuksen jälkeen avustava robottimanipulaattori kiinnitetään osallistujien pyörätuoliin ja heitä pyydetään suorittamaan joukko jokapäiväisiä tehtäviä tehtävälistasta.
Tutkimuksen päätteeksi tutkijat tekevät lyhyen puolistrukturoidun haastattelun jokaisen osallistujan kanssa ja saavat lisää tietoa siitä, kuinka osallistujat näkevät visioohjatun jaetun ohjauksen helppouden ja hyödyllisyyden.
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Valmis
Ehdot
Interventio / Hoito
Yksityiskohtainen kuvaus
Veteraanit, jotka käyttävät moottoroidut liikkumisvälineet, mukaan lukien selkäydinvamma (SCI), amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS) ja multippeliskleroosi (MS), kokevat usein vakavia yläraajojen vajaatoimintaa.
Yläraajojen vajaatoiminnan hallintaan ja hoitoon sisältyy usein erilaisia apuratkaisuja.
Manipulointiavun tuotteiden saatavuus ja teknologinen kehitys jäävät kuitenkin paljon jälkeen liikkuvuuden osalta.
Monet näistä yksilöistä itsenäisestä liikkuvuudestaan huolimatta eivät voi saavuttaa lasillista vettä, valmistaa yksinkertaista ateriaa tai ottaa hammasharjaa.
He tarvitsevat edelleen henkilökohtaisen omaishoitajan apua päivittäisen elämän välttämättömiin toimiin (ADL), joihin liittyy kurkottaminen ja esineiden käsittely/manipulaatio.
Robottitekniikan nopean kehityksen myötä avustavat robottimanipulaattorit (ARM) ovat käyttökelpoinen ratkaisu auttamaan veteraaneja, joilla on yläraajojen vamma, suorittamaan päivittäisiä tehtäviä, joihin sisältyy kurkotusta, esineiden käsittelyä ja manipulointia.
ARM-laitteet on usein varustettu monilla vapausasteilla (DOF), mutta käyttäjät eivät voi ohjata kaikkia DOF-asteita samanaikaisesti perinteisellä ohjaussauvalla, ja heidän on vaihdettava tiloja melko usein suorittaakseen jopa yksinkertaisia käsittelytehtäviä, varsinkin kun ARM tulee lähelle. kohteeseen ja ne on kohdistettava asianmukaisesti manipulointia varten.
Siten nykyiset ARM-laitteet kärsivät tehokkuuden ja vaikuttavuuden puutteesta erityisesti rakenteettomassa ympäristössä.
Tämän projektin tavoitteena on yhdistää visioohjattu jaettu (VGS) ohjaus kahden tyyppiseen ympäristön muutoksiin, jotta voidaan käsitellä ARM-laitteiden tehokkuutta ja tehokkuutta tosielämässä.
Kahdentyyppisiä ympäristömuutoksia ovat kaupallisten tai mukautettujen mukautuvien työkalujen käyttö (esim. pidike, joka voi pitää pullon tai purkin, jotta ARM voi avata sen) ja vertailumerkkien (samanlainen kuin QR-koodien) lisääminen esineisiin tai mukautuvia työkaluja visioon perustuva seuranta vankka ja luotettava tosielämän sovelluksiin.
Ympäristömuutoksille rakennettu VGS-ohjaus mahdollistaa käyttäjän käynnistää minkä tahansa tehtävän siirtämällä ARM:n lähelle merkittyä objektia, ja ARM ottaa haltuunsa hienon manipuloinnin kohteen havaitessaan.
Tämän projektin tarkoituksena on arvioida uutta ohjausta 16 moottoripyörätuolin käyttäjän keskuudessa, jotka käyttävät pyörätuoliin asennettua ARM-laitetta päivittäisten manipulointitehtävien suorittamiseen.
Osallistujat suorittavat 10 manipulointitehtävän sarjan oletusohjausmenetelmällä ja uudella VGS-ohjausmenetelmällä.
Tutkijat keräävät tulosmittauksia tehokkuuden (ts. tehtävän valmistumisajan ja tilanvaihtotiheyden), tehokkuuden (eli tehtävien suorittamisen onnistumisprosentti) ja käytettävyyden (eli NASA:n tehtäväkuormitusindeksin ja järjestelmän käytettävyysasteikon) suhteen.
Tutkijat odottavat parantavansa veteraanien, joilla on yläraajojen vajaatoimintaa, manipulointitoimintoja käytännöllisemmän ja käyttökelpoisemman näköpohjaisen robottiohjauksen ja ihmisen ja robotin vuorovaikutustekniikoiden toteutuksen avulla.
Opintotyyppi
Interventio
Ilmoittautuminen (Todellinen)
21
Vaihe
- Ei sovellettavissa
Yhteystiedot ja paikat
Tässä osiossa on tutkimuksen suorittajien yhteystiedot ja tiedot siitä, missä tämä tutkimus suoritetaan.
Opiskelupaikat
-
-
Pennsylvania
-
Pittsburgh, Pennsylvania, Yhdysvallat, 15240
- VA Pittsburgh Healthcare System University Drive Division, Pittsburgh, PA
-
-
Osallistumiskriteerit
Tutkijat etsivät ihmisiä, jotka sopivat tiettyyn kuvaukseen, jota kutsutaan kelpoisuuskriteereiksi. Joitakin esimerkkejä näistä kriteereistä ovat henkilön yleinen terveydentila tai aiemmat hoidot.
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
18 vuotta ja vanhemmat (Aikuinen, Vanhempi Aikuinen)
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Ei
Kuvaus
Sisällyttämiskriteerit:
- 18 vuotta täyttäneet
- sähköpyörätuolin käyttäminen ensisijaisena liikkumiskeinona
- on ilmoittanut vaikeuksista päivittäisten manipulointitehtävien suorittamisessa, kuten vesilasillisen kurkottaminen, jääkaapin avaaminen ja hammasharjan ottaminen
Poissulkemiskriteerit:
- näkövammaisia ihmisiä
- ihmiset, joilla on painehaavoja, jotka estävät heitä istumasta jatkuvasti pitkiä aikoja
Opintosuunnitelma
Tässä osiossa on tietoja tutkimussuunnitelmasta, mukaan lukien kuinka tutkimus on suunniteltu ja mitä tutkimuksella mitataan.
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: Muut
- Jako: Ei käytössä
- Inventiomalli: Yksittäinen ryhmätehtävä
- Naamiointi: Ei mitään (avoin tarra)
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
Kokeellinen: Näköohjattu ohjaus vs Oletusohjaus
Uusi mukautettu ohjausmenetelmä vs oletusmenetelmä
|
Osallistujat käyvät kerran laboratoriossa, jossa heitä pyydetään suorittamaan sarja manipulaatiotehtäviä pyörätuulikäyttöisellä robotisella manipulaattorilla. Ensin he käyttävät uutta räätälöityä näköohjattua jaettua (VGS) ohjausta, ja tauon jälkeen oletusohjainta tai kytkintä ohjausmenetelmää.
Kahden ohjausmenetelmän järjestys on kiinteä.
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Tehtävän suoritusaika
Aikaikkuna: Kaksi laboratoriokäyntiä (<3 tuntia kukin). Jokaisella käynnillä (juominen; popcorn) tehtävän suoritusaika kirjattiin jokaisen kokeen jälkeen oletusmanuaaliohjaukselle ja VGS-ohjaukselle (2 koetta per ohjaus; 4 mittauskertaa per käynti).
|
Jokainen tehtävä koostui useista ennalta määritellyistä vaiheista (kuusi juomatehtävälle ja kymmenen popcorn-tehtävälle).
Osallistujat suorittivat kaksi koe-erää per tehtävä.
Suoritusaika määriteltiin kaikkien vaiheiden suorittamiseen vaadituksi kokonaisajaksi (sekunteina), mitattuna aloitusmerkistä tehtävän valmistumiseen.
Jokaisella vaiheella oli 5 minuutin aikaraja; jos vaihetta ei suoritettu tässä ajassa, sitä pidettiin epäonnistuneena ja sille määrättiin enimmäisajaksi 5 minuuttia ennen siirtymistä seuraavaan vaiheeseen.
Tehtävien suoritusajat tiivistettiin käyttämällä kuvailevia tilastoja, ja keskiarvot laskettiin kaikista koe-eristä, mukaan lukien epäonnistuneille vaiheille määrätyt enimmäisajat (5 minuuttia).
|
Kaksi laboratoriokäyntiä (<3 tuntia kukin). Jokaisella käynnillä (juominen; popcorn) tehtävän suoritusaika kirjattiin jokaisen kokeen jälkeen oletusmanuaaliohjaukselle ja VGS-ohjaukselle (2 koetta per ohjaus; 4 mittauskertaa per käynti).
|
|
Onnistumisprosentti
Aikaikkuna: Kaksi laboratoriokäyntiä (<3 tuntia kukin). Jokaisella käynnillä (juominen; popcorn) onnistumisprosentti kirjattiin jokaisen kokeen jälkeen oletusmanuaaliohjaukselle ja VGS-ohjaukselle (2 koetta per ohjaus; 4 mittausta per käynti).
|
Onnistumisprosentti määriteltiin 5 minuutin aikarajassa onnistuneesti suoritettujen tehtävän vaiheiden lukumääräksi, yhteensä 12 yrityksestä (6 vaihetta suoritettu kahdesti) juomatehtävälle ja 20 yrityksestä (10 vaihetta suoritettu kahdesti) popcorn-tehtävälle.
Jokaista 5 minuutin sisällä suorittamatta jäänyttä yritystä laskettiin epäonnistumiseksi.
|
Kaksi laboratoriokäyntiä (<3 tuntia kukin). Jokaisella käynnillä (juominen; popcorn) onnistumisprosentti kirjattiin jokaisen kokeen jälkeen oletusmanuaaliohjaukselle ja VGS-ohjaukselle (2 koetta per ohjaus; 4 mittausta per käynti).
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
NASA:n tehtäväkuormitusindeksi (TLX)
Aikaikkuna: Kaksi laboratoriokäyntiä (<3 tuntia kutakin). Jokaisella käynnillä (juominen; popcorn) osallistujat suorittivat 2 oletusmanuaalista ohjausta ja 2 VGS-ohjauskokeilua; NASA-TLX täytettiin kerran kohden ohjausmenetelmää molempien kokeilujen jälkeen (2 per käynti).
|
NASA Task Load Index (NASA-TLX) arvioi osallistujien subjektiivista työkuormaa suoritettuaan kaikki tehtävät kussakin ohjausmenetelmässä.
Se sisältää kuusi ulottuvuutta: henkinen vaatimustaso, fyysinen vaatimustaso, aikavaatimustaso, suorituskyky, ponnistelu ja turhautuminen.
Jokainen ulottuvuus arvioidaan asteikolla 0–100, jossa korkeammat pisteet osoittavat suurempaa koettua työkuormaa.
Kokonaistehtäväkuormaindeksi lasketaan kuuden ulottuvuuden pisteiden keskiarvona, jolloin kokonaispistemäärä vaihtelee välillä 0–100, jossa korkeammat pisteet edustavat suurempaa kokonaistehtäväkuormaa.
|
Kaksi laboratoriokäyntiä (<3 tuntia kutakin). Jokaisella käynnillä (juominen; popcorn) osallistujat suorittivat 2 oletusmanuaalista ohjausta ja 2 VGS-ohjauskokeilua; NASA-TLX täytettiin kerran kohden ohjausmenetelmää molempien kokeilujen jälkeen (2 per käynti).
|
|
Järjestelmän käytettävyysasteikko (SUS)
Aikaikkuna: Kaksi laboratoriokäyntiä (<3 tuntia kumpikin). Jokaisella käynnillä (juominen; popcorn) osallistujat suorittivat 2 oletusmanuaaliohjaus- ja 2 VGS-ohjauskokeilua; SUS suoritettiin kerran kohden ohjausmenetelmää molempien kokeilujen jälkeen (2 per käynti).
|
System Usability Scale (SUS) on 10-kysymyksellinen kyselylomake, joka arvioi koettua käytettävyyttä.
Jokainen kohta arvioidaan 5-portaisella asteikolla, ja kokonainen SUS-pistemäärä muunnetaan 0-100 asteikolle, jossa korkeammat pisteet osoittavat parempaa käytettävyyttä.
|
Kaksi laboratoriokäyntiä (<3 tuntia kumpikin). Jokaisella käynnillä (juominen; popcorn) osallistujat suorittivat 2 oletusmanuaaliohjaus- ja 2 VGS-ohjauskokeilua; SUS suoritettiin kerran kohden ohjausmenetelmää molempien kokeilujen jälkeen (2 per käynti).
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Täältä löydät tähän tutkimukseen osallistuvat ihmiset ja organisaatiot.
Tutkijat
- Päätutkija: Dan Ding, PhD, VA Pittsburgh Healthcare System University Drive Division, Pittsburgh, PA
Opintojen ennätyspäivät
Nämä päivämäärät seuraavat ClinicalTrials.gov-sivustolle lähetettyjen tutkimustietueiden ja yhteenvetojen edistymistä. National Library of Medicine (NLM) tarkistaa tutkimustiedot ja raportoidut tulokset varmistaakseen, että ne täyttävät tietyt laadunvalvontastandardit, ennen kuin ne julkaistaan julkisella verkkosivustolla.
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Todellinen)
Keskiviikko 13. huhtikuuta 2022
Ensisijainen valmistuminen (Todellinen)
Perjantai 21. kesäkuuta 2024
Opintojen valmistuminen (Todellinen)
Sunnuntai 30. kesäkuuta 2024
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Keskiviikko 18. maaliskuuta 2020
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Tiistai 24. maaliskuuta 2020
Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)
Torstai 26. maaliskuuta 2020
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Tiistai 17. helmikuuta 2026
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Keskiviikko 28. tammikuuta 2026
Viimeksi vahvistettu
Torstai 1. tammikuuta 2026
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muita asiaankuuluvia MeSH-ehtoja
Muut tutkimustunnusnumerot
- B3242-R
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
EI
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Ei
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Joo
Yhdysvalloissa valmistettu ja sieltä viety tuote
Ei
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .