Оценка общего управления с визуальным контролем для вспомогательных робототехнических манипуляторов (ARM Control)

Ветераны, которые используют устройства для передвижения с электроприводом, в том числе с тяжелой травмой спинного мозга (SCI), боковым амиотрофическим склерозом (ALS) и рассеянным склерозом (MS), часто испытывают серьезные нарушения верхних конечностей. Ведение и лечение поражений верхних конечностей часто включают в себя ряд вспомогательных решений. Тем не менее, доступность продуктов и технологический прогресс для манипулятивной помощи значительно отстают от мобильности. Многие из этих людей, несмотря на их самостоятельную подвижность, не могут дотянуться до стакана воды, приготовить простую еду и взять в руки зубную щетку. Им по-прежнему требуется помощь личного опекуна для выполнения основных повседневных действий (ADL), связанных с дотягиванием предметов и обращением/манипулированием предметами. С быстрым развитием технологий робототехники вспомогательные роботы-манипуляторы (ARM) становятся жизнеспособным решением для оказания помощи ветеранам с нарушениями верхних конечностей в выполнении повседневных задач, связанных с дотягиванием предметов, обращением с ними и манипулированием ими. ARM часто оснащены многими степенями свободы (DOF), но пользователи не могут одновременно управлять всеми степенями свободы с помощью обычного джойстика, и им необходимо довольно часто переключать режимы, чтобы выполнять даже простые манипуляционные задачи, особенно когда ARM приближается. к цели и должны быть выровнены соответствующим образом для манипуляции. Таким образом, существующие ARM страдают от недостатка эффективности и результативности, особенно в неструктурированной среде. Цель этого проекта состоит в том, чтобы объединить совместное управление с визуальным управлением (VGS) с двумя типами модификации среды, чтобы повысить эффективность и действенность ARM для реального использования. Два типа модификации среды включают в себя использование коммерческих или пользовательских адаптивных инструментов (например, держателя, который может удерживать бутылку или банку, чтобы ARM мог их открыть) и добавление реперных маркеров (аналогичных QR-кодам) к объектам или адаптивных инструментов для создания надежное и надежное отслеживание на основе зрения для реальных приложений. Основанный на изменениях среды, элемент управления VGS позволит пользователю инициировать любую задачу, перемещая ARM близко к помеченному объекту, а ARM берет на себя точные манипуляции при обнаружении цели. Этот проект предназначен для оценки нового элемента управления среди 16 пользователей инвалидных колясок, которые будут использовать ARM, установленный на инвалидной коляске, для выполнения набора повседневных манипуляционных задач. Участники выполнят набор из 10 манипуляционных задач, используя метод управления по умолчанию и новый метод управления VGS. Исследователи будут собирать показатели результатов с точки зрения эффективности (т. е. времени выполнения задачи и частоты переключения режимов), результативности (т. е. показателя успешности выполнения задачи) и удобства использования (т. е. индекса нагрузки НАСА и шкалы юзабилити системы). Исследователи рассчитывают улучшить манипулятивные функции ветеранов с нарушениями верхних конечностей за счет более практичного и удобного внедрения технологий управления роботами на основе зрения и взаимодействия человека и робота.