辅助机器人操纵器视觉引导共享控制的评价 (ARM Control)

使用动力移动设备的退伍军人，包括患有高位脊髓损伤 (SCI)、肌萎缩侧索硬化 (ALS) 和多发性硬化 (MS) 的退伍军人，通常会出现严重的上肢损伤。 上肢损伤的管理和护理通常涉及一系列辅助解决方案。 然而，操纵辅助的产品可用性和技术进步远远落后于移动性。 这些人中的许多人，尽管他们可以独立活动，但无法伸手去拿一杯水、做一顿简单的饭菜和拿起牙刷。 他们仍然需要个人护理人员的帮助才能进行基本的日常生活活动 (ADL)，包括伸手和拿取/操纵物体。 随着机器人技术的快速发展，辅助机器人操纵器 (ARM) 成为一种可行的解决方案，可帮助上肢有障碍的退伍军人完成涉及伸手、物体处理和操纵的日常任务。 ARM 通常配备许多自由度 (DOF)，但用户无法使用传统的操纵杆同时控制所有 DOF，并且需要经常切换模式才能完成即使是简单的操作任务，尤其是当 ARM 靠近时到目标，需要适当对齐以进行操作。 因此，现有的 ARM 缺乏效率和有效性，尤其是在非结构化环境中。 该项目的目标是将视觉引导共享 (VGS) 控制与两种类型的环境修改相结合，以解决 ARM 在实际使用中的有效性和效率问题。 两种类型的环境修改包括使用商业或自定义自适应工具（例如，可以固定瓶子或罐子以便 ARM 可以打开它的支架），以及向对象或自适应工具添加基准标记（类似于 QR 码）以制作基于视觉的跟踪对于现实世界的应用来说是健壮和可靠的。 VGS 控件建立在环境修改的基础上，允许用户通过将 ARM 移动到靠近标记的对象来启动任何任务，并且 ARM 在检测到目标时接管精细操作。 该项目旨在评估 16 名电动轮椅使用者的新控制，他们将使用安装在轮椅上的 ARM 来完成一组日常操作任务。 参与者将使用默认控制方法和新的 VGS 控制方法完成一组 10 个操作任务。 研究人员将收集效率（即任务完成时间和模式切换频率）、有效性（即任务完成成功率）和可用性（即 NASA 任务负荷指数和系统可用性量表）方面的结果度量。 研究人员希望通过更实用和可用的基于视觉的机器人控制和人机交互技术的实施来改善上肢受损的退伍军人的操纵功能。