Evaluering av Vision-Guided Shared Control for Assistive Robotics Manipulators (ARM Control)

Veteraner som bruker elektriske mobilitetsapparater inkludert de med høynivå ryggmargsskade (SCI), amyotrofisk lateral sklerose (ALS) og multippel sklerose (MS) opplever ofte alvorlige svekkelser i øvre ekstremiteter. Håndtering og pleie av nedsatt ekstremitet involverer ofte en rekke hjelpemidler. Imidlertid faller produkttilgjengelighet og teknologiske fremskritt for manipulasjonsassistanse langt bak de for mobilitet. Mange av disse individene kan, til tross for deres uavhengige mobilitet, ikke rekke et glass vann, lage et enkelt måltid og plukke opp en tannbørste. De trenger fortsatt assistanse fra en personlig omsorgsperson for viktige aktiviteter i dagliglivet (ADL) som involverer rekkevidde og gjenstandshåndtering/-manipulering. Med den raske utviklingen av robotteknologi, fremstår assisterende robotmanipulatorer (ARMs) som en levedyktig løsning for å hjelpe veteraner med nedsatt ekstremitet til å fullføre daglige oppgaver som involverer nå, objekthåndtering og manipulering. ARM-er er ofte utstyrt med mange grader av frihet (DOF), men brukere kan ikke kontrollere alle DOF-ene samtidig med en konvensjonell joystick, og må bytte modus ganske ofte for å fullføre selv enkle manipulasjonsoppgaver, spesielt når en ARM kommer nær til målet og må justeres riktig for manipulering. Dermed lider eksisterende ARM-er av mangelen på effektivitet og effektivitet, spesielt i et ustrukturert miljø. Målet med dette prosjektet er å kombinere visjonsstyrt delt (VGS) kontroll med to typer miljøendringer for å adressere effektiviteten og effektiviteten til ARM-er for bruk i den virkelige verden. De to typene miljøendringer inkluderer bruk av kommersielle eller tilpassede adaptive verktøy (f.eks. en holder som kan holde en flaske eller krukke slik at en ARM kan åpne den), og å legge til troverdige markører (ligner på QR-koder) til objekter eller adaptive verktøy for å lage visjonsbasert sporing robust og pålitelig for virkelige applikasjoner. Bygget på miljøendringene, vil VGS-kontrollen tillate en bruker å starte en hvilken som helst oppgave ved å flytte en ARM nær et merket objekt, og ARM å ta over finmanipulasjon ved å oppdage målet. Dette prosjektet er å evaluere den nye kontrollen blant 16 elektriske rullestolbrukere som skal bruke en rullestolmontert ARM for å fullføre et sett med daglige manipulasjonsoppgaver. Deltakerne vil fullføre et sett med 10 manipulasjonsoppgaver ved å bruke standardkontrollmetoden og den nye VGS-kontrollmetoden. Forskere vil samle resultatmål i form av effektivitet (dvs. oppgavegjennomføringstid og modusbyttefrekvens), effektivitet (dvs. suksessrate for oppgavefullføring) og brukervennlighet (dvs. NASA Task Load Index og System Usability Scale). Etterforskere forventer å forbedre manipulasjonsfunksjonene til veteraner med svekkelser i øvre lemmer gjennom en mer praktisk og brukbar implementering av synsbasert robotkontroll og interaksjonsteknologier mellom mennesker og roboter.