MIT에서 로봇의 프로토 타입을 갖춘 6 가지 지원 시나리오. 상단 행 : 욕조에서 들어오고 나가서 물체에 도달하기 위해 구부리고 가을을 잡습니다. 맨 아래 줄 : 화장실에서 구동되는 싯으로 전환하여 바닥에서 사람을 들어 올리고 도와주는 도움. | MIT 연구원의 이미지 제공
MIT 엔지니어 그룹은 미국의 노인 신체 지원 로봇 또는 노인을 물리적으로 지원하고 집 주위로 움직일 때 떨어지는 것을 방지하도록 설계된 모바일 로봇 인 ELDERCARE 과제를 해결하기 위해 로봇을 연구하고 있습니다.
미국 인구는 그 어느 때보 다 오래되었습니다. 오늘날,이 나라의 평균 연령은 38.9 세이며 1980 년보다 거의 10 년이 더 오래되었습니다. 65 세 이상의 성인 수는 2050 년까지 5 천 8 백만에서 8,200 만 명까지 증가 할 것으로 예상됩니다. 노인들을 돌보는 데 어려움을 겪고 있습니다. 간병인의 부족으로 건강 관리 비용을 증가시키고 가족 구조를 발전시키는 것은 점점 비급한 사회라고 밝혔습니다.
e-bar는 뒤에서 사람을 따르는 로봇 핸들 바 세트 역할을합니다. 사용자는 독립적으로 걷거나 시스템의 팔에 기대어 지원할 수 있습니다.
로봇은 사람의 전체 체중을 지원하여 자연스럽게 궤적을 따라 앉지 않고 그 반대를 그 반대도 마찬가지입니다. 그리고 로봇의 팔은 낙하되기 시작하면 사이드 에어백을 빠르게 팽창시킴으로써 그들을 잡을 수 있습니다.
연구자들은 디자인을 통해 낙상을 예방하기를 희망합니다. 오늘날 65 세 이상의 성인의 부상의 주요 원인입니다.
포드 공학 교수 인 해리 아사다 (Harry Asada)는“많은 노인들이 낙상의 위험을 과소 평가하고 번거로운 물리 보조제 사용을 거부하는 반면, 다른 사람들은 위험을 과대 평가하고 운동을하지 않아 이동성이 감소 할 수있다”고 말했다. 와 함께. “우리의 디자인 개념은 신체를 안정화시키기 위해 로봇 핸들 바로 균형 장애가있는 노인들에게 제공하는 것입니다. 핸들 바는 언제 어디서나 필요할 때마다 지원을 제공하는 것입니다.”
연구원은 환자의 요구를 우선 순위로 삼고 로봇 설계를 원합니다
MIT의 Asada 그룹은 노인을 돕기 위해 다양한 기술과 로봇 보좌관을 개발합니다. 최근 몇 년 동안 다른 사람들은 가을 예측 알고리즘을 개발하고 로봇 워커, 웨어러블, 자체 팽창 에어백, 하네스를 가진 사람을 확보하고 걸을 때 함께 움직이는 로봇 프레임을 포함한 보조 장치를 설계했습니다.
MIT 기계 공학과 대학원생 인 E-Bar 디자이너 Roberto Bolli는“Eldercare가 다음 큰 도전이라고 생각합니다. “모든 인구 통계 학적 경향은 간병인 부족, 노인의 잉여, 노인들이시기에 자리 잡고 싶어하는 강한 욕구를 가리 킵니다. 우리는 그것을 미국에서 탐험되지 않은 국경으로보고, 또한 로봇 공학에 대한 본질적으로 흥미로운 도전이라고 생각합니다.”
e-bar를 설계 할 때 Asada와 Bolli는 본질적으로 신체적 지원 제공, 폭포 방지, 사람과 안전하고 눈에 거슬리지 않는 로봇을 목표로했습니다. 더구나, 그들은 사용자에게 더 많은 독립성과 이동성을 제공하기 위해 모든 하네스를 제거하려고했습니다.
Bolli는“노인들은 압도적으로 하네스 나 보조 장치를 착용하는 것을 좋아하지 않습니다. “E-Bar 구조의 배후에있는 아이디어는 체중 지원, 보행에 대한 적극적인 지원 및 가을 잡기를 제공하는 동안 전면에서 완전히 막을 수있는 것입니다. 언제든지 나갈 수 있습니다.”
이 팀은 집에서 숙령을하거나 간호 시설을 돕기 위해 특별히 로봇을 설계하려고했습니다. 노인 및 간병인과의 인터뷰를 바탕으로 몇 가지 디자인 요구 사항을 제시했습니다. 여기에는 로봇이 가정 문을 통해 맞아야하고, 사용자가 완전히 걸음을 내딛고, 균형, 자세 및 앉는 것에서 균형을 유지하는 데 도움이되도록 전체 체중을 지원해야합니다.
Bolli와 Asada는 IEEE Robotics and Automation 컨퍼런스에서 E-Bar의 디자인을 자세히 설명하는 논문을 발표합니다.ICRA) 다음 주.
E-Bar 디자인에 대한 자세한 내용
보조 시스템에는 팽창 식 에어백, 수직 핸들 바가있는 U 자형 포크, 전 방향 Swerve 드라이브베이스, 빠른 공압 방출 시스템 및 포크를 높이고 낮추기위한 전원 18 바 링키지가 포함됩니다. | MIT 연구원의 이미지 제공
로봇은 무거운 220 파운드로 구성됩니다. 치수와 구조가 팁을 주거나 미끄러지지 않고 평균 인간의 무게를지지하도록 최적화 된베이스. 베이스 아래에는 필요한 경우 로봇이 피벗없이 어떤 방향 으로든 이동할 수있는 전 방향 바퀴 세트가 있습니다.
MIT 과학자들은 이동을 자동차의 바퀴로 비슷하게 움직여서 평행 주차없이 다른 두 대의 자동차 사이의 공간으로 미끄러 져 들어갔다.
로봇베이스에서 뻗어있는 것은 18 개의 상호 연결된 막대 또는 연결로 만들어진 조음 된 몸체입니다. 이들은 접이식 크레인처럼 재구성되어 앉기에서 서있는 위치로 사람을 들어 올릴 수 있으며 그 반대도 마찬가지입니다. 핸들 바가있는 두 개의 팔은 U 자 모양의 로봇에서 뻗어 있는데, 이는 추가 지원이 필요한 경우 사람이 서서 기대할 수 있습니다.
마지막으로, 로봇의 각 팔에는 부드러운 재료로 만든 에어백이 내장되어 있으며, 충격에 타박상을 입히지 않고 넘어지면 즉시 팽창 할 수 있습니다. 연구원들은 e-bar가 웨어러블 장치 나 하네스를 사용하지 않고 떨어지는 사람을 잡을 수있는 최초의 로봇이라고 주장했다.
그들은 다양한 가정 시나리오에서 로봇을 사용하기 위해 자원 봉사 한 노인과 함께 실험실에서 로봇을 테스트했습니다. 이 팀은 E-Bar가 지상에서 무언가를 집어 들기 위해 구부러지면서 사람을 적극적으로 지원할 수 있고 선반에서 물건에 도달하기 위해 뻗어 균형을 유지하면서 어려운 작업을 수행 할 수 있음을 발견했습니다. 로봇은 또한 욕조의 입술을 위로 들어 올려 욕조에서 벗어나는 작업을 시뮬레이션 할 수있었습니다.
MIT 연구원들은 앞서 본다
현재 버전에서 로봇은 원격 제어를 통해 작동됩니다. 미래의 반복에서 MIT 팀은 봇의 많은 기능을 자동화하여 사용자를 자율적으로 따르고 물리적으로 지원할 수 있도록 계획합니다. 연구원들은 또한 작은 공간에서 더 얇고 기동성이있는 장치를 간소화하기 위해 노력하고 있습니다.
Bolli는 E-Bar와 같은 디자인은 여전히 적당한 근육 강도를 가지고 있지만 일상 생활 활동에 대한 보조 장치가 필요한 노인들의 가정에서 사용하기에 적합하다고 지적했다. “실제 시나리오에 사용 된 기술을 보는 것은 정말 흥미 롭습니다.”
현재 논문에서 연구원들은 e-bar의 에어백 시스템에 낙상 예측 능력을 통합하지 않았습니다. 그러나 대학원생 Emily Kamienski가 이끄는 Asada의 실험실의 또 다른 프로젝트는 사용자의 실시간 낙상 위험 수준에 대한 응답으로 새로운 로봇을 제어하기 위해 기계 학습을 통해 알고리즘을 개발하는 데 중점을 두었습니다.
Asada는 E-Bar와 함께 자신의 실험실에서 다양한 기술이 특정 단계의 삶이나 이동성의 사람들에게 다양한 수준의 지원을 제공하는 것으로보고 있습니다.
이 작업은 부분적으로 National Robotics Initiative와 National Science Foundation에 의해 지원되었습니다.
팀은 사진을 작은 공간에서 더 얇고 기동성을 만들기 위해 e-bar를 간소화하기 위해 노력하고 있습니다. | MIT 연구원의 이미지 제공
게시물 MIT 엔지니어는 집에서 떨어지는 것을 방지하기 위해 로봇 e-bar를 지원합니다. 먼저 나타났습니다 로봇 보고서.
