science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe kan een babyrobotzeehond een medisch hulpmiddel zijn?

Een bewoner van een bejaardentehuis knuffelt een Paro. De FDA beschouwt de faux zadelrob als een medisch hulpmiddel van klasse II. © KIM KYUNG-HOON/Reuters/Corbis

Je zult deze pluche zegel niet vinden in de schappen van je plaatselijke speelgoedwinkel of tussen de Gund, Webkinz of Furbies verspreid over de vloer van een kinderkamer. Liever, je zult het waarschijnlijk dit speelgoed vinden in woonzorgcentra, in verpleeghuizen en in ziekenhuizen - en het beoogde publiek is de geriatrische set.

Maak kennis met Paro, de zadelrobpup die eigenlijk een therapeutische robot is die wordt gebruikt om dementiepatiënten te troosten en cognitieve therapie aan te bieden aan oudere volwassenen. Het lijkt misschien op een knuffeldier, maar het wordt niet als speelgoed beschouwd. De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) beschouwt Paro als een medisch hulpmiddel van klasse II, samen met röntgenapparaten en elektrische rolstoelen. Klasse I, in vergelijking, omvat artikelen zoals zelfklevende verbanden en armdoeken, terwijl hartkleppen en metalen heupgewrichtvervangingen als klasse III worden beschouwd. Maar in tegenstelling tot een röntgenapparaat, dit Klasse II-apparaat is plucheachtig.

Paro is ongeveer zo groot als een pasgeboren baby; het weegt slechts ongeveer 6 pond (2,7 kilogram) en is ongeveer 22 inch (57 centimeter) lang. Het is bedekt met antimicrobieel wit nepbont, en het reageert op menselijke interactie met hoofdbewegingen, wiebelende benen en trillers vergelijkbaar met die van de babyzadelrob waar hij op lijkt. Maar in tegenstelling tot een echt dier zoals een therapiehond, deze therapierobot werkt op batterijen (en laadt op via zijn eigen fopspeen).

Het is uitgerust met lichtgewicht 32-bits RISC embedded processors en vijf soorten embedded sensoren die het mogelijk maken om te communiceren met mensen. Lichtsensoren geven het licht en donker bewustzijn, en tactiele sensoren vertellen Paro wanneer hij wordt aangeraakt. Dankzij audiosensoren kan hij horen wat je zegt, temperatuursensoren laten het weten of de kamer waarin het zich bevindt warm of koud is, en houdingssensoren waarschuwen de robot wanneer hij wordt vastgehouden. Deze sensoren, in combinatie met kunstmatige intelligentie (AI) software, Paro in staat stellen om te leren. Het kost tijd en herhaling, maar deze robot zal zijn eigen naam leren, en het zal zijn gedrag aanpassen op basis van het gedrag van zijn gebruikers. Bijvoorbeeld, als je je robotzeehond knuffelt -- wat als positief zou worden beschouwd, goed gedrag -- het zal koeren, en moedig dat gedrag dan weer aan. Omgekeerd, als u de robotpup gooit of anderszins verwondt, het onthoudt de interactie die tot die reactie heeft geleid en ontmoedigt de actie.

Wat dierondersteunde therapie en robots gemeen hebben?

Interactie met Paro-robots kan net zo effectief zijn als therapieën met levende dieren voor patiënten met cognitieve stoornissen. © Haruyoshi Yamaguchi/Corbis

In studies van mens-robot interactie, Paro blijkt een kalmerende, angstverlagend effect op noodlijdende oudere patiënten en een positief effect op sociale stimulatie en communicatie. Dit is vergelijkbaar met hoe dierondersteunde therapie is geassocieerd met een vermindering van pijn (zowel fysiek als emotioneel) en verbeterde genezing (zowel lichaam als geest). En dat is geen verrassing; ontwikkeld in 2003 door de Japanse ingenieur Takanori Shibata aan het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Paro is gebaseerd op de successen van het gebruik van dieren op therapeutische manieren om patiënten te helpen zowel fysieke als mentale gezondheidsproblemen te overwinnen.

Het is gebleken dat dierondersteunde therapie zowel het mentale als het fysieke welzijn van niet alleen patiënten, maar ook hun familieleden en verzorgers. Dieren aaien en omgaan met dieren, het blijkt, is meer dan alleen leuk:het geeft ons een goed gevoel, zowel emotioneel als fysiek (het maakt endorfines vrij in ons lichaam, die van nature onze pijn helpen verminderen), het verlaagt ons stressniveau (en onze bloeddruk) en het zorgt ervoor dat we ons wat minder eenzaam voelen. En deze interactie bevordert ook de communicatie tussen patiënten en zorgverleners.

Paro is net zo krachtig als een levend dier - minus de dierenartsrekeningen en de poepschepper. Interactie met de robotafdichting verbetert de hersenfunctie bij oudere patiënten die achteruitgang in mentale vermogens en stemming ervaren in verband met midden tot late stadia van dementie, waaronder de ziekte van Alzheimer en andere cognitieve problemen. Overuren, interactie met Paro kan niet alleen voorkomen dat cognitieve stoornissen verergeren, maar ook van ontwikkeling. En net zoals studies hebben aangetoond dat het waar is met dieren met levende therapie, Paro heeft ook bewezen dat het zowel de bloeddruk als de hartslag aanzienlijk verlaagt bij oudere patiënten die in verpleeghuizen wonen - die beide aanzienlijk toenamen nadat de interactie met de therapeutische pluche robot eindigde [bron:Robinson].

De kracht van robots in therapie

De NAO-robot van Aldebaran Robotics is schattig, maar het is ook een van Paro's leeftijdsgenoten. Een van de mogelijke toepassingen is in therapie voor kinderen met autismespectrumstoornissen. © ERIC PIERMONT/AFP/Getty Images

De therapeutische effectiviteit van Paro en andere therapierobots wordt ook nog steeds beoordeeld en de resultaten van langetermijnstudies zijn nog onbekend, maar er zijn aanwijzingen dat robottherapie een alternatieve niet-farmacologische optie kan zijn voor oudere patiënten met dementie en stemmingsstoornissen. Therapierobots kunnen ook helpen de kosten van langdurige zorg voor oudere patiënten met dementie te verlagen, hoewel het gebruik van speelgoedachtige robots in plaats van traditionele farmacologische therapieën deel uitmaakt van een groter ethisch debat over het gebruik van mens-robotinteractie als een vorm van onconventionele therapie versus traditionele zorgverlening.

Andere soorten therapierobots zijn te vinden in klinische omgevingen, van degenen die ook pluche zijn - zoals het zachte speelgoed dat eruitziet als een Paaspiep die wordt gebruikt om overgestimuleerde autistische kinderen te kalmeren (Keepon) - tot door LEGO gebouwde robots die worden gebruikt om fobieën te beheersen (Phobot).

MIT-Manus is een ander voorbeeld van een therapierobot; deze helpt patiënten de basismotorische vaardigheden opnieuw te leren na een beroerte. En de gegevens die worden verzameld en opgeslagen over elke patiënt die dit type robot gebruikt, kunnen clinici helpen de algehele verbetering of achteruitgang van hun patiënten effectiever te evalueren.

Naast de eerder genoemde Keepon, er zijn andere therapierobots om kinderen met autisme te helpen, autismespectrumstoornissen (ASS) of andere ontwikkelingsproblemen om te groeien, oefenen en verbeteren van hun sociale vaardigheden. De NAO-robot (die wordt uitgesproken als "nu"), bijvoorbeeld, biedt kinderen veilige en voorspelbare interacties -- en de ontwikkelaars achter de 'bot' hebben ontdekt dat autistische kinderen beter reageren op de machine dan op andere mensen. Sociale robots kunnen ook gegevens verzamelen die nuttig zijn voor clinici om autisme beter te diagnosticeren, zoals het meten van oogblik en gezichtsuitdrukkingen bij jonge kinderen.

Veel meer informatie

Notitie van de Auteur:Hoe kan een babyrobotzeehond een medisch hulpmiddel zijn?

Het was lang geleden in 1950 toen Alan Turing overwoog, "Kunnen machines denken?" en officieel leidde tot onze kunstmatige-intelligentiefantasieën; enkele decennia later, we zijn verder gegaan dan debatteren of Number Five wel of niet in de bioscoop leeft om daadwerkelijk te communiceren met de machines die we hebben gebouwd. Vingers gekruist deze pluche therapeutische robots die een verschil maken in ons mensenleven van vandaag zijn niet de Cylons van morgen.

gerelateerde artikelen

  • 10 moeilijkste dingen om een ​​robot te leren
  • Hoe robots werken
  • Hoe dirigeert een robot een symfonie?
  • Hoe robotlegers zullen werken
  • Wat maakt realistische robots zo eng?
  • Gaan robots trouwen?

Meer geweldige links

  • PARO:Paro Therapeutische Robot
  • Barber National Institute:Robotonderzoeksproject
  • International Business Times:Robot Seals helpen ouderen na Fukushima

bronnen

  • Amerikaanse Humane Vereniging. "Dierenondersteunde therapie." (27 feb. 2014) http://www.americanhumane.org/interaction/programs/animal-assisted-therapy/
  • Blake, Heidi. "Nao:de robot die emoties uitdrukt en detecteert." The Telegraph. 9 augustus 2010. (27 februari, 2014) http://www.telegraph.co.uk/technology/news/7934318/Nao-the-robot-that-expresses-and-detects-emotions.html
  • Chang, Wan-Ling; abanovic, Selma; en Lesa Huber. "Sociale vormgeving van interacties tussen oudere volwassenen en de zeehondachtige robot PARO." Universiteit van Indiana. 2013. (27 februari, 2014) http://homes.soic.indiana.edu/selmas/ChangSabanovic-ICSR2013-workshop.pdf
  • Chow, Clara. "Robotica kan een grote stap zijn in autismetherapie, maar er blijven struikelblokken." South China Morning Post. 25 februari, 2014. (27 februari, 2014) http://www.scmp.com/lifestyle/family-education/article/1434179/robotics-could-be-big-step-autism-therapy-stumbling
  • Guizzo, Erik. "Paro het robotzegel kan dementie verminderen." IEEE-spectrum. 22 mei 2009. (27 februari, 2014) http://spectrum.ieee.org/robotics/home-robots/paro-the-robotic-seal-could-diminish-dementia
  • johnson, Judith A. "FDA-regulering van medische hulpmiddelen." Congres onderzoeksdienst. 25 juni 2012. (27 februari, 2014) https://www.fas.org/sgp/crs/misc/R42130.pdf
  • Kris, Joshua A. "Zou een robotfysiotherapeut het onderzoek naar beroerte-herstel kunnen verbeteren?" Populaire mechanica. 13 februari 2014. (27 februari, 2014) http://www.popularmechanics.com/science/health/med-tech/could-a-robot-physical-therapist-upend-stroke-recovery-research
  • Mayo kliniek. "Huisdiertherapie:de beste vriend van de mens als genezer." Mayo kliniek. 25 februari 2014. (27 februari, 2014) http://www.mayoclinic.org/healthy-living/consumer-health/in-depth/pet-therapy/art-20046342
  • PARO-robots Japan. (27 feb. 2014) http://paro.jp/english/index.html
  • PARO Robots VS. (27 feb. 2014) http://www.Parorobots.com/
  • Paws for People:door huisdieren ondersteunde vrijwilligersdiensten voor bezoek. "Voordelen van huisdiertherapie." (27 feb. 2014) http://www.pawsforpeople.org/who-we-are/benefits-of-pet-therapy/
  • Riet, Franciscus. "Robots zijn geweldige therapeuten." Jameco elektronica. (27 feb. 2014) http://www.jameco.com/Jameco/workshop/inthenews/therapyrobot.html
  • Robinson, Hayley; Mac Donald, Bruce; en Elizabeth Broadbent. "Fysiologische effecten van een begeleidende robot op de bloeddruk van ouderen in een woonzorgcentrum:een pilotstudie." Australasian Journal over veroudering. 25 december 2013. (27 februari, 2014) http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ajag.12099/full
  • Tergesen, Anna; en Miho Inada. "Het is geen knuffeldier, Het is een $6, 000 medisch hulpmiddel." The Wall Street Journal. 21 juni 2010. (27 februari, 2014) http://online.wsj.com/news/articles/SB10001424052748704463504575301051844937276
  • Willems, Robijn. "Therapeutische robots verlichten angst bij dementiepatiënten." ABC nieuws. 22 februari 2014. (27 februari, 2014) http://www.abc.net.au/radionational/programs/scienceshow/therapeutic-robots-ease-anxiety-for-dementia-patients/5275762#transcript
  • Worthington, Elise. "Pluizige robotzeehonden troosten dementiepatiënten in verpleeghuizen." ABC nieuws. 20 november 2013. (27 februari, 2014) http://www.abc.net.au/news/2013-11-20/robot-seals-help-dementia-patients/5104582