Valutazione del controllo condiviso guidato dalla visione per manipolatori robotici assistivi (ARM Control)

I veterani che utilizzano dispositivi elettrici per la mobilità, compresi quelli con lesioni del midollo spinale (SCI) di alto livello, sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e sclerosi multipla (SM), spesso soffrono di gravi menomazioni degli arti superiori. La gestione e la cura delle menomazioni degli arti superiori spesso comportano una gamma di soluzioni assistive. Tuttavia, la disponibilità del prodotto e il progresso tecnologico per l'assistenza alla manipolazione sono molto inferiori a quelli per la mobilità. Molti di questi individui, nonostante la loro mobilità indipendente, non possono raggiungere un bicchiere d'acqua, preparare un semplice pasto e prendere in mano uno spazzolino da denti. Richiedono ancora l'assistenza di un caregiver personale per le attività essenziali della vita quotidiana (ADL) che comportano il raggiungimento e la manipolazione/manipolazione di oggetti. Con il rapido progresso della tecnologia robotica, i manipolatori robotici assistivi (ARM) emergono come una soluzione praticabile per aiutare i veterani con disabilità degli arti superiori a completare le attività quotidiane che comportano il raggiungimento, la manipolazione di oggetti e la manipolazione. Gli ARM sono spesso dotati di molti gradi di libertà (DOF), ma gli utenti non possono controllare tutti i DOF contemporaneamente con un joystick convenzionale e devono cambiare modalità abbastanza spesso per completare anche semplici attività di manipolazione, specialmente quando un ARM si avvicina al bersaglio e devono essere allineati in modo appropriato per la manipolazione. Pertanto, gli ARM esistenti soffrono della mancanza di efficienza ed efficacia, specialmente in un ambiente non strutturato. L'obiettivo di questo progetto è combinare il controllo condiviso guidato dalla visione (VGS) con due tipi di modifiche ambientali per affrontare l'efficacia e l'efficienza degli ARM per l'uso nel mondo reale. I due tipi di modifiche all'ambiente includono l'utilizzo di strumenti adattivi commerciali o personalizzati (ad esempio, un supporto che può contenere una bottiglia o un barattolo in modo che un ARM possa aprirlo) e l'aggiunta di marcatori fiduciari (simili ai codici QR) a oggetti o strumenti adattivi per creare tracciamento basato sulla visione robusto e affidabile per le applicazioni del mondo reale. Basato sulle modifiche dell'ambiente, il controllo VGS consentirà a un utente di avviare qualsiasi attività spostando un ARM vicino a un oggetto contrassegnato e l'ARM di assumere il controllo della manipolazione fine al rilevamento del bersaglio. Questo progetto ha lo scopo di valutare il nuovo controllo tra 16 utenti di sedie a rotelle elettriche che utilizzeranno un ARM montato su sedia a rotelle per completare una serie di attività di manipolazione quotidiane. I partecipanti completeranno una serie di 10 attività di manipolazione utilizzando il metodo di controllo predefinito e il nuovo metodo di controllo VGS. I ricercatori raccoglieranno misure di risultato in termini di efficienza (ad esempio, tempo di completamento dell'attività e frequenza di cambio modalità), efficacia (ad esempio, tasso di successo del completamento dell'attività) e usabilità (ad esempio, NASA Task Load Index e scala di usabilità del sistema). Gli investigatori prevedono di migliorare le funzioni di manipolazione dei veterani con menomazioni degli arti superiori attraverso un'implementazione più pratica e utilizzabile del controllo robotico basato sulla visione e delle tecnologie di interazione uomo-robot.