Rolstoelen van de volgende generatie kunnen hersengestuurde robotarmen en huurbare extra motoren bevatten om mensen met een handicap te helpen gemakkelijker dagelijkse taken uit te voeren of zich door een stad te verplaatsen.

Professor Nicolás García-Aracil van de Universidad Miguel Hernández (UMH) in Elche, Spanje, heeft een geautomatiseerde rolstoel met een exoskeleton robotarm ontwikkeld om thuis te gebruiken, als onderdeel van een project genaamd AIDE.

Het gebruikt kunstmatige intelligentie om relevante informatie van de gebruiker te extraheren, zoals hun gedrag, intenties en emotionele toestand, en analyseert ook de omgeving, hij zegt.

Het systeem, die is gebaseerd op een exoskelet van een arm bevestigd aan een gerobotiseerde rolstoel, is ontworpen om mensen met verschillende gradaties en vormen van handicaps te helpen bij het uitvoeren van dagelijkse functies zoals eten, drinken, en afwassen, alleen en thuis. Terwijl de gebruiker in de rolstoel zit, ze dragen de gerobotiseerde arm om ze te helpen objecten vast te pakken en dichterbij te brengen - of omdat het hele systeem is aangesloten op het domoticasysteem, kunnen ze de rolstoel vragen om in een bepaalde richting te bewegen of naar een bepaalde kamer te gaan.

De mechanische wielen zijn gemaakt om in nauwe ruimtes te bewegen, ideaal voor thuisgebruik, en het systeem kan de omgeving op afstand besturen – bijvoorbeeld lichten aan en uit doen, het gebruik van de televisie of het voeren en beantwoorden van telefoongesprekken. Bovendien, het kan anticiperen op de behoeften van de persoon.

"We kunnen kunstmatig intelligente algoritmen trainen om te voorspellen wat de gebruiker wil doen, " zei Prof. García-Aracil. "Misschien is de gebruiker in de keuken en wil hij iets drinken. Het systeem geeft hun opties (op een monitor) zodat ze het exoskelet kunnen besturen om het glas te heffen en te drinken."

Multimodaal systeem

De technologie is niet eenvoudig. Evenals de exoskelet-robotarm die aan de robotrolstoel is bevestigd, de stoel heeft een kleine monitor en maakt gebruik van verschillende sensoren, inclusief twee camera's om de omgeving te herkennen, spraakbesturing, eye-tracking bril om objecten te herkennen, en sensoren die hersenactiviteit vastleggen, oogbewegingen en signalen van spieren.

Afhankelijk van de behoeften en handicaps van elke persoon, de meerdere apparaten worden dienovereenkomstig gebruikt. Bijvoorbeeld, iemand met een ernstige handicap zoals een cervicale dwarslaesie, die anders geen spraakbesturing zouden kunnen gebruiken, zou de hersenactiviteit en oogbewegingssensoren gecombineerd kunnen gebruiken.

De gebruiker draagt ​​een pet op het hoofd, gevuld met elektroden, om de hersenactiviteit vast te leggen die de beweging van de exoskelethand regelt, legt prof. García-Aracil uit. Dus wanneer de gebruiker zichzelf bijvoorbeeld zijn hand op een object ziet sluiten, de exoskeletarm doet het eigenlijk voor hen. Deze technologie wordt brain-neural-computer interaction (BNCI) genoemd. waar zowel hersen- als spieractiviteit kan worden geregistreerd en gebruikt om te communiceren met een elektronisch apparaat.

Maar het systeem kan soms fouten maken, dus er is een afbreeksignaal, zegt prof. García-Aracil. "We gebruiken de horizontale beweging van het oog, dus als je je ogen naar rechts beweegt, activeer je een actie, maar als je je ogen naar links beweegt, breek je die actie af, " hij legt uit.

Het AIDE-prototype werd vorig jaar met succes getest door 17 mensen met een handicap, waaronder verworven hersenletsel (ABI), multiple sclerose (MS), en dwarslaesie (SCI), bij de Cedar Foundation in Belfast, Noord-Ierland. Het gebruik ervan werd ook gedemonstreerd bij de UMH in Elche, waarbij de gebruiker vraagt ​​om naar de kantine te worden gebracht, dan om een ​​drankje vragen, en het drinken met behulp van de exoskeletale arm.

Nu moet er meer worden gedaan om het systeem gebruiksvriendelijker te maken, goedkoper en klaar voor de markt, zegt prof. García-Aracil.

Maar het zijn niet alleen nieuwe hightech rolstoelen die de functionaliteit voor gebruikers kunnen vergroten. Onderzoekers van het FreeWheel-project ontwikkelen een manier om gemotoriseerde eenheden toe te voegen aan bestaande rolstoelen om hun bruikbaarheid in stedelijke gebieden te verbeteren.

"Verschillende instellingen hebben verschillende uitdagingen, " zei projectcoördinator Ilaria Schiavi bij IRIS SRL in Turijn, Italië. Bijvoorbeeld, iemand met een rolstoel kan moeite hebben om bergop of bergaf te gaan zonder enige fysieke hulp terwijl hij buiten is. Maar met dit systeem kunnen rolstoelgebruikers een geautomatiseerde rolstoelervaring hebben, ongeacht of ze binnen of buiten zijn. ze zegt.

verhuurbaar

De gemotoriseerde eenheden zouden worden bevestigd aan handbewogen rolstoelen die mensen al hebben om hen te helpen zich gemakkelijker en onafhankelijker te verplaatsen, legt Schiavi uit. Deze kunnen ofwel voor korte tijd worden gehuurd en worden aangepast aan de locatie - een binnen- of buitenomgeving - of worden gekocht, in welk geval volledig gepersonaliseerd zou zijn voor het individu.

De onderzoekers ontwikkelen ook een app voor de gebruiker die diensten omvat zoals het bestellen van een op maat gemaakt apparaat om de rolstoel en het apparaat met elkaar te verbinden, het boeken van de eenheid, het beheersen, en het plannen van een reis binnen stedelijke gebieden om te winkelen of bezienswaardigheden te bekijken.

"Je hebt mobiliteitsapps waarmee je auto's kunt boeken, bijvoorbeeld. Met onze app kan de eigenaar van een rolstoel zich eerst abonneren op de service, waaronder het kopen van een aangepaste interface voor gebruik tussen hun eigen rolstoel en de motoreenheid die ze hebben geboekt, ' zei Schiavi.

"Een eenvoudige, aangepaste interface stelt rolstoelgebruikers in staat hun exacte apparaat te motoriseren, zoals het door hen wordt gebruikt, tegen een redelijke prijs."

Maatwerk wordt mogelijk gemaakt door additive manufacturing (AM)-technologieën, ze zegt. AM-technologieën bouwen 3D-objecten door materialen toe te voegen, zoals metaal of plastic, laag voor laag.

Schiavi en haar collega's onderzoeken verschillende toepassingen voor de gemotoriseerde eenheden en volgend jaar, het team is van plan dit systeem te testen met mensen met een mobiliteitsbeperking in zowel Griekenland als Italië. Ze hopen dat, eenmaal ontwikkeld, ze zullen als stadsfietsen beschikbaar worden gesteld in openbare ruimtes zoals toeristische attracties of winkelcentra.