Ciência e Tecnologia

Este robô consegue alimentar pessoas com diferentes limitações de mobilidade

O sistema robótico de alimentação é capaz de alimentar com segurança pessoas com limitações de mobilidade

Este robot logra alimentar a personas con diferentes limitaciones de movilidad.
Robô assistencialista PCD

Investigadores da Universidade de Cornell desenvolveram um sistema robótico de alimentação que utiliza visão computacional, aprendizado de máquina e detecção multimodal para alimentar com segurança pessoas com graves limitações de mobilidade, incluindo aquelas que sofrem de lesões na medula espinhal, paralisia cerebral e esclerose múltipla.

ANÚNCIO

O robô da equipe é um braço multiarticulado que segura na extremidade um utensílio feito sob medida capaz de detectar as forças aplicadas sobre ele. Ele possui um rastreamento da boca em tempo real que se ajusta aos movimentos dos usuários. Além disso, alguns só conseguem morder a comida em locais específicos da boca, indicando isso empurrando o utensílio com a língua.

Para lidar com esses desafios, os pesquisadores desenvolveram e equiparam seu robô com duas características essenciais: um rastreamento em tempo real da boca que se ajusta aos movimentos dos usuários e um mecanismo de resposta dinâmica que permite ao robô detectar a natureza das interações físicas à medida que ocorrem e reagir adequadamente. Isso permite ao sistema distinguir entre espasmos repentinos, mordidas intencionais e tentativas do usuário de manipular o utensílio dentro de sua boca, explicam os pesquisadores.

"O método de rastreamento da boca - treinado com milhares de imagens de diferentes posturas da cabeça e expressões faciais dos participantes - combina dados de duas câmeras posicionadas acima e abaixo do dispositivo", explicou ao Metro Tapomayukh "Tapo" Bhattacharjee, professor assistente de Informática na Faculdade de Informática e Ciências da Informação Ann S. Bowers da Cornell e desenvolvedor principal do sistema.

De acordo com a pesquisa, o sistema robótico alimentou com sucesso 13 pessoas com diversas doenças em um estudo de usuários realizado em três locais: o laboratório EmPRISE no campus de Cornell em Ithaca, um centro médico em Nova York e na casa de um cuidador em Connecticut (Estados Unidos). Segundo os pesquisadores, o robô mostrou-se seguro e confortável para os usuários.

Os pesquisadores afirmam que, embora seja necessário continuar estudando a utilidade do sistema a longo prazo, seus resultados promissores destacam o potencial de melhoria do nível de independência e da qualidade de vida dos receptores de cuidados.

"Estamos capacitando os usuários para controlar um robô de 9 quilos apenas com a língua", revelou Rajat Kumar Jenamani, autor principal do artigo e estudante de doutorado no campo da informática.

ANÚNCIO

Principais características do robô

-O robô da equipe é um braço multiarticulado que segura em sua extremidade um utensílio feito sob medida capaz de detectar as forças aplicadas sobre ele.

- Tem um rastreamento da boca em tempo real que se ajusta aos movimentos dos usuários.

Entrevista

O Metro conversou com Tapomayukh "Tapo" Bhattacharjee para saber mais.

O que o levou ou inspirou a desenvolver este sistema robótico?

- Quando tenho visitado centros de assistência, os cuidadores mencionam que, por vezes, se sentem "envergonhados" e "socialmente desafiados" ao pedir a alguém para lhes dar de comer a cada bocado do seu dia a dia. A alimentação é também uma das atividades que mais tempo consome aos cuidadores e contribui para aumentar a sua carga de trabalho. Os robôs têm potencial para ajudar nestas situações, assistindo os destinatários de cuidados e os cuidadores nestas atividades. Um robô montado numa cadeira de rodas move-se com a pessoa e pode ser percebido como uma extensão do seu próprio corpo, o que faria com que os cuidadores sentissem que controlam melhor as atividades que realizam, com um nível adequado de autonomia do robô adaptado ao estado do usuário. Isto é o que nos inspirou a começar a trabalhar na alimentação assistida por robôs. O nosso laboratório também explora soluções robóticas para outras atividades do dia a dia.

P: Que tipo de tecnologias esse sistema usa para alcançar seu objetivo?

- O sistema utiliza uma combinação de visão computacional, aprendizado automático e detecção multimodal. Nossas inovações técnicas nestas áreas dotam nosso robô de duas características necessárias para alimentar pessoas com graves limitações de mobilidade: um rastreamento em tempo real da boca que se ajusta aos movimentos do usuário e um mecanismo de resposta dinâmica que permite ao robô detectar a natureza das interações físicas no momento em que ocorrem e reagir adequadamente. Isso permite ao sistema distinguir entre espasmos repentinos, mordidas intencionais e tentativas do usuário de manipular o utensílio dentro de sua boca.

P: Como resolveram o problema de as pessoas se moverem enquanto o robô está trabalhando?

O sistema robótico aborda os movimentos das pessoas a quem está a ser dada comida através do acompanhamento da boca em tempo real e de um controlador consciente da interação física. O método de acompanhamento da boca - treinado com milhares de imagens de diferentes posições da cabeça e expressões faciais dos participantes - combina dados de duas câmeras localizadas acima e abaixo do utensílio. Isso permite uma detecção contínua e precisa da boca e supera qualquer obstrução visual causada pelo próprio utensílio. O mecanismo de resposta baseado na interação física utiliza sensores visuais e de força para perceber como os usuários interagem com o robô.

P: Como funcionou o sistema robótico durante o estudo?

- O sistema robótico alimentou com sucesso 13 pessoas com várias doenças em um estudo de usuários realizado em três locais: o laboratório EmPRISE no campus de Cornell Ithaca, um centro médico em Nova York e a casa de um cuidador em Connecticut. Os participantes destacaram consistentemente o conforto e a segurança do nosso sistema e deram altas pontuações de aceitação tecnológica, destacando seu potencial transformador em cenários do mundo real.

P: Como os usuários podem controlar o robô com a língua?

- Os usuários podiam controlar o robô com a língua, empurrando o utensílio até a posição na boca onde desejavam colocar a comida. Através de métodos de aprendizagem automática que utilizam detecção e percepção multimodais, o robô pode distinguir entre os diferentes tipos de interações físicas que podem ocorrer dentro da boca. Isso permite distinguir a manipulação dentro da boca com a língua do restante e mudar para uma estratégia de controle muito sensível às forças exercidas sobre o utensílio, medidas com um sensor de força-par no utensílio feito sob medida. Quando o usuário coloca o utensílio no local desejado e o morde, o robô registra essa posição. Em seguida, ele se lembra e volta para aquele ponto exato para as próximas mordidas, permitindo ao usuário controlar onde recebe a comida. Este método aumenta a autonomia das pessoas alimentadas, permitindo-lhes desempenhar um papel mais ativo no processo de alimentação e atender às suas necessidades e preferências específicas.

ANÚNCIO

Tags


Últimas Notícias