Μια πρωτοποριακή εξέλιξη στον τομέα της αποκατάστασης, ένας “έξυπνος εξωσκελετός χεριών” σχεδιάστηκε για να βοηθήσει τους ασθενείς με εγκεφαλικό επεισόδιο να ξαναμάθουν δεξιότητες που βασίζονται στην επιδεξιότητα, όπως το παίξιμο μουσικής. Αυτό το κατά παραγγελία ρομποτικό γάντι, που δημιουργήθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, ενσωματώνει ενσωματωμένους αισθητήρες αφής, μαλακούς ενεργοποιητές και τεχνητή νοημοσύνη για να μιμείται τις φυσικές κινήσεις του χεριού και να παρέχει αισθήσεις αφής.
Τεχνολογία και ασθενείς με εγκεφαλικό επεισόδιο
Με βάρος μόλις 191 γραμμάρια, ο “έξυπνος εξωσκελετός χεριού” διαθέτει μαλακούς πνευματικούς ενεργοποιητές και ένα σύνολο 16 εύκαμπτων αισθητήρων που αναπαράγουν την πολυπλοκότητα των φυσικών κινήσεων του χεριού και προσφέρουν απτική ανατροφοδότηση. Μέσω της χρήσης μηχανικής μάθησης, το γάντι μπορεί να διακρίνει μεταξύ του σωστού και του λανθασμένου παιξίματος στο πιάνο, προσφέροντας ένα μοναδικό εργαλείο για εξατομικευμένη αποκατάσταση. Ενώ ο τρέχων σχεδιασμός επικεντρώνεται στη μουσική, η τεχνολογία αυτή υπόσχεται πολλά για ένα ευρύ φάσμα εργασιών αποκατάστασης.
Το εγκεφαλικό επεισόδιο είναι η κύρια αιτία αναπηρίας ενηλίκων στην Ευρωπαϊκή Ένωση, επηρεάζοντας περίπου 1,1 εκατομμύρια άτομα κάθε χρόνο. Οι ασθενείς με εγκεφαλικό επεισόδιο συχνά χρειάζονται αποκατάσταση για να ανακτήσουν ικανότητες όπως το περπάτημα, η ομιλία και η εκτέλεση καθημερινών εργασιών. Εκτός από τη φυσικοθεραπεία και την εργοθεραπεία, η μουσικοθεραπεία έχει δείξει ότι υπόσχεται να βοηθήσει τους ασθενείς με εγκεφαλικό επεισόδιο στην ανάκτηση της γλώσσας και της κινητικής λειτουργίας. Ωστόσο, για τα άτομα που έχουν εκπαιδευτεί στη μουσική και έχουν υποστεί εγκεφαλικό επεισόδιο, το ίδιο το παίξιμο της μουσικής μπορεί να χρειαστεί να ξαναμάθουν.
Η μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Frontiers in Robotics and AI δείχνει πώς η μαλακή ρομποτική μπορεί να βοηθήσει τους ασθενείς που αναρρώνουν στην επανεκμάθηση της μουσικής και άλλων δεξιοτήτων που βασίζονται στην επιδεξιότητα και τον συντονισμό. Οι ερευνητές οραματίζονται ότι οι ασθενείς θα μπορούσαν τελικά να φορούν ένα ζευγάρι από αυτά τα γάντια για να ανακτούν ανεξάρτητα την επιδεξιότητα, τις κινητικές δεξιότητες και τον συντονισμό και στα δύο χέρια.
Ο “έξυπνος εξωσκελετός χεριών” έχει σχεδιαστεί ως ένα εύκαμπτο, τρισδιάστατα εκτυπωμένο ρομπο-γάντι που προσαρμόζεται στην ανατομία του χεριού του χρήστη. Διαθέτει μαλακούς πνευματικούς ενεργοποιητές στις άκρες των δακτύλων που αναπαράγουν τις φυσικές κινήσεις του χεριού και ασκούν δύναμη, μαζί με μια σειρά από 16 εύκαμπτους αισθητήρες που παρέχουν αισθήσεις αφής. Το γάντι μπορεί να παραχθεί μέσω μιας απλής διαδικασίας χύτευσης, καθιστώντας το εύκολα προσαρμόσιμο.
Για την εκπαίδευση του γαντιού, χρησιμοποιήθηκε μηχανική μάθηση για τη διάκριση μεταξύ σωστού και λανθασμένου παιξίματος στο πιάνο, με επίκεντρο το τραγούδι για αρχάριους “Η Μαίρη είχε ένα αρνάκι”. Το γάντι λειτούργησε αυτόνομα, χωρίς ανθρώπινη συμβολή, αποδεικνύοντας τις δυνατότητές του ως πολύτιμο εργαλείο για εξατομικευμένη μουσική αποκατάσταση.
Μελλοντικές επαναλήψεις του γαντιού θα μπορούσαν να ενσωματώσουν μηχανισμούς ανατροφοδότησης, όπως απτική ανατροφοδότηση, οπτικές ενδείξεις ή ήχο, για να ενημερώνουν τους χρήστες για την απόδοσή τους και να επιτρέπουν τη βελτίωση. Η υπέρβαση των προκλήσεων στην ακρίβεια της απτικής ανίχνευσης, την προσαρμοστικότητα του εξωσκελετού και την τελειοποίηση των αλγορίθμων μηχανικής μάθησης θα είναι απαραίτητες για την πρόοδο αυτής της τεχνολογίας.
Ο “έξυπνος εξωσκελετός χεριών” αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην αποκατάσταση των ασθενών με εγκεφαλικό επεισόδιο, παρέχοντας στους ασθενείς με εγκεφαλικό επεισόδιο ένα καινοτόμο εργαλείο για την εκ νέου εκμάθηση δεξιοτήτων που βασίζονται στην επιδεξιότητα, όπως το παίξιμο μουσικής. Η τεχνολογία αυτή έχει τη δυνατότητα να ενισχύσει την εξατομικευμένη αποκατάσταση και να βελτιώσει τη ζωή όσων έχουν υποστεί εγκεφαλικό επεισόδιο.