طور الباحثون نموذجًا أوليًا لـ “لينة الهيكل الخارجي اليد الذكية،“ أو robo-glove ، الذي يعطي ملاحظات لمرتديها الذين يحتاجون إلى إعادة تعلم المهام التي تتطلب مهارة يدوية وتنسيقًا ، على سبيل المثال بعد الإصابة بسكتة دماغية. ركزت الدراسة الحالية على المرضى الذين يحتاجون إلى إعادة تعلم العزف على البيانو كدليل على المبدأ ، ولكن يمكن بسهولة تكييف القفاز للمساعدة في إعادة تعلم المهام اليومية الأخرى.
السكتة الدماغية هي أهم سبب للإعاقة لدى البالغين في الاتحاد الأوروبي ، حيث تصيب ما يقرب من 1.1 مليون نسمة كل عام. بعد السكتة الدماغية ، يحتاج المرضى عادةً إلى إعادة التأهيل لإعادة تعلم المشي أو التحدث أو أداء المهام اليومية. أظهرت الأبحاث أنه إلى جانب العلاج الطبيعي والمهني ، يمكن أن يساعد العلاج بالموسيقى مرضى السكتة الدماغية على استعادة اللغة والوظيفة الحركية.
ولكن بالنسبة للأشخاص الذين تدربوا على الموسيقى والذين أصيبوا بسكتة دماغية ، قد يكون تشغيل الموسيقى في حد ذاته مهارة يجب إعادة تعلمها. الآن ، دراسة في الحدود في الروبوتات والذكاء الاصطناعي لقد أظهر كيف رواية الروبوتات اللينة يمكن أن يساعد في تعافي المرضى لإعادة تعلم عزف الموسيقى والمهارات الأخرى التي تتطلب البراعة والتنسيق.
“هنا نظهر أن قفاز الهيكل الخارجي الذكي الخاص بنا مدمج مجسات اللمسو المحركات اللينةوالذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعد بشكل فعال في إعادة التعلم من المهام اليدوية بعد الصدمة العصبيةقال المؤلف الرئيسي الدكتور ماوهوا لين ، أستاذ مساعد في قسم المحيطات والهندسة الميكانيكية في جامعة فلوريدا أتلانتيك.
لمن يناسب القفاز: يد ذكية مصنوعة خصيصًا
صمم لين وزملاؤه واختبروا جهازًا ذكيًا الهيكل الخارجي لليدعلى شكل قفاز روبو متعدد الطبقات ومرن بطباعة ثلاثية الأبعاد ، يزن 191 جرامًا فقط. تم تصميم منطقة الكف والمعصم بالكامل لتكون ناعمة ومرنة ، ويمكن أن يكون شكل القفاز مخصصًا ليناسب تشريح كل من يرتديها.
تولد المشغلات الهوائية اللينة الموجودة في أطراف أصابعها الحركة وتبذل القوة ، وبالتالي تحاكي حركات اليد الطبيعية والمضبوطة بدقة. تحتوي كل طرف إصبع أيضًا على مجموعة من 16 مستشعرًا مرنًا أو “تاكسيل” ، والتي تعطي إحساسًا باللمس ليد مرتديها عند التفاعل مع الأشياء أو الأسطح. يتم إنتاج القفاز بشكل مباشر ، حيث يتم وضع جميع المشغلات وأجهزة الاستشعار في مكانها من خلال عملية صب واحدة.
قال كبير الباحثين الدكتور إريك إنجبرج ، الأستاذ في قسم هندسة المحيطات والميكانيكية بجامعة فلوريدا أتلانتيك: “أثناء ارتداء القفاز ، يتحكم المستخدمون البشريون في حركة كل إصبع إلى حد كبير”.
“القفاز مصمم لمساعدة وتعزيز حركات اليد الطبيعية ، مما يسمح لهم بالتحكم في ثني الأصابع وبسطها. يوفر القفاز التوجيه اليدوي ، مما يوفر الدعم ويضخم البراعة “.
يتوقع المؤلفون أن المرضى قد يرتدون زوجًا من هذه القفازات في النهاية لمساعدة كلتا يديه بشكل مستقل على استعادة المهارة والمهارات الحركية والشعور بالتنسيق.
دربت منظمة العفو الدولية القفاز ليكون مدرس موسيقى
استخدم المؤلفون التعلم الآلي لتعليم القفاز بنجاح “الشعور” بالفرق بين تشغيل إصدارات صحيحة مقابل إصدارات غير صحيحة من أغنية للمبتدئين على البيانو. هنا ، كان القفاز يعمل بشكل مستقل دون تدخل بشري ، مع حركات مبرمجة مسبقًا. كانت الأغنية عبارة عن “مريم لديها حمل صغير” ، والتي تتطلب أربعة أصابع لتلعبها.
“وجدنا أن القفاز يمكن أن يتعلم التمييز بين العزف الصحيح وغير الصحيح على البيانو. وهذا يعني أنه يمكن أن يكون أداة قيمة لإعادة التأهيل الشخصي للأشخاص الذين يرغبون في إعادة تعلم العزف على الموسيقى “.
الآن وقد تم عرض إثبات المبدأ ، يمكن برمجة القفاز لإعطاء ملاحظات لمن يرتديه حول ما حدث بشكل صحيح أو خطأ في لعبهم ، إما من خلال ردود فعل لمسيةأو الإشارات المرئية أو الصوت. هذه من شأنها أن تمكنه من فهم أدائهم وإجراء تحسينات.
مواجهة التحديات المتبقية
وأضاف لين: “تكييف التصميم الحالي مع مهام إعادة التأهيل الأخرى بخلاف تشغيل الموسيقى ، على سبيل المثال التلاعب بالكائن، سيتطلب التخصيص حسب الاحتياجات الفردية. يمكن تسهيل ذلك من خلال تقنية المسح ثلاثي الأبعاد أو الأشعة المقطعية لضمان ملاءمة ووظائف مخصصة لكل مستخدم “.
لكن العديد من التحديات في هذا المجال يجب التغلب عليها. وتشمل هذه تحسين دقة وموثوقية الاستشعار عن طريق اللمس ، وتعزيز القدرة على التكيف والبراعة في تصميم الهيكل الخارجي ، وتحسين خوارزميات التعلم الآلي لتفسير مدخلات المستخدم والاستجابة لها بشكل أفضل. “
هذا شرط ظهر في الأصل في Frontiers Science News.
اكتشاف المزيد من نص كم
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
