استاد جمشیدی

ویلچر رباتی : نمای کلی طراحی و امکان سنجی

 تحرک مستقل برای کودکان مبتلا به معلولیت شدید جنبه مهمی است، اما یادگیری برای هدایت ویلچر  می تواند سودمند باشد و نیاز به کمک دستیار از یک متخصص ماهر دارد.

برای بهبود دسترسی به آموزش، ما یک مربی ویلچر روبوتی ایجاد کردیم که خود را در مسیری که با یک خط بر روی زمین مشخص می شود با استفاده از دید کامپیوتری هدایت می کند، دست راست را در حرکت فرمان های مناسب با استفاده از جوی استیک بازنگری نیروی هدایت می کند، به عنوان راننده تلاش می کند یک ربات متحرک در بازی "tag robot". این مقاله توصیف دقیق طراحی دید و کنترل کامپیوتری را ارائه می دهد. علاوه بر این، ما داده ها را از یک مطالعه آزمایشی ارائه می دهیم که در آن ما از صندلی برای آموزش کودکان بدون نقص حرکتی در سن 4 تا 9 سالگی (22 = n) برای رانندگی ویلچر  در یک جلسه آموزشی استفاده می کنیم تا اطمینان حاصل کنیم که ویلچر برقی  یادگیری توسط سیستم حرکتی ناخوشایند و ایجاد ارزش های هنجاری از نرخ یادگیری.

نتایج و بحث

آموزش با راهنمایی دست و پا چلفتی از مربی ویلچر روباتیک توانایی فرماندهی کودکان بدون نقص موتور را به میزان قابل توجهی بیشتر از تمرین بدون هدایت بهبود داد. ما همچنین نتایج یک مطالعه موردی را با یک کودک 8 ساله با اختلال شدید حرکتی به علت فلج مغزی گزارش دادیم که پروتکل تمرین تک جلسه را که کودکان غیر معلول در آن شرکت می کردند، تکرار کردند. این کودک همچنین توانایی فرمان را بهبود بخشید پس از آموزش با هدایت از جوی استیک با مقدار حتی بیشتر از کودکان بدون نقص موتور.

نتیجه گیری

این سیستم نه تنها یک زمینه امن و سرگرم کننده برای ایجاد خودکار آموزش راننده فراهم می کند، بلکه همچنین آموزش پیشرفته موتور را از طریق سیستم حرکتی ناخوشایند فراهم می کند، احتمالا با نشان دادن حرکت حرکت بصری و نیروی کنترل خود نمونه ی جوی استیک به دنبال مسیر. مطالعه موردی نشان می دهد که یک کودک مبتلا به سیستم حرکتی ناشی از CP همچنین می تواند مزایای کوتاه مدت از آموزش راننده را با هدایت هپتیک به دست آورد.

تحرک مستقل برای رشد شناختی، عاطفی و روانی اجتماعی کودکان حیاتی است [1، 2، 3، 4، 5]. تحویل دادن به کودک با تحرک توسط خود کنترل شده، باعث ایجاد انگیزه برای یادگیری می شود، زیرا ویلچر سی پی به عنوان یک ابزار برای اکتشاف، حرکت و بازی می شود. با این حال، بسیاری از کودکان دارای معلولیت تحرک مستقل را به ویژه در سن جوانی به دست نمی آورند، در حالی که این تحرک تحرک به خصوص بر توسعه تاثیر می گذارد. به نظر می رسد احتمال دارد که این وضعیت به واسطه محدودیت زمان آموزش به وجود آید: کودکان دارای معلولیت شدید می توانند مهارت های حرکتی جدید را یاد بگیرند، اما اغلب آرامتر از کودکان بدون اختلالات رشدی. از آنجایی که روش معمول برای آموزش راننده وسایل نقلیه موتوری گران قیمت و نیرومندی است که به طور معمول نیاز به کمک دستیار یک متخصص ماهر برای تسهیل یادگیری و اطمینان از ایمنی در جلسات آموزشی است، کودکان که به سرعت یاد نگرفتند ممکن است دوره آموزشی محدودی داشته باشند ، جلوگیری از دستیابی به توانایی رانندگی مستقل.

برای کاهش هزینه و بهبود دسترسی به آموزش، ما یک سیستم ویلچر  مبتنی بر روباتیک را توسعه دادیم که در آن کودکان جوان با ناتوانی می توانند با ایمن مهارت های رانندگی را با کمترین کمک از یک درمانگر، توسعه دهند. ما ویلچر اطفال  را با یک وب کم نصب کرده ایم که یک خط را روی زمین نشان می دهد و برای رسیدن به یک عملکرد فرماندهی در طول یک دوره آموزشی مشخص می کند. ما یک جوی استیک نیروی باز شده برای پیاده سازی یک الگوریتم [6] اضافه کردیم که می تواند از طریق حرکت و نیروی جوی استیک خود را نشان می دهد کنترل نمونه برای پیگیری از دوره، در حالی که به طور سیستماتیک قدرت و حساسیت از جمله تظاهرات هپتیکی را مدول، ساخت جوی استیک سخت تر (و بیشتر ملایم) در صورت نیاز به کمک بیشتر. این روش به تدریج بچه را به پویایی یک ویلچر  طبیعی تبدیل می کند، به طور مشابه به چرخ های آموزش دوچرخه. ایده این است که اجازه دهید فردی از تجربیات اشتباهاتی که به طور مرتب و با خیال راحت در یک محیط ساختاری انجام می شود یاد بگیرد، در حالی که تقاضای مراقبین نظارت را کاهش می دهد.

ویلچر  هوشمند طراحی شده در اینجا قصد دارد به عنوان یک ابزار ویژه برای آموزش در راننده به کار برده شود، در مقایسه با اکثر کالس های هوشمند چرخ دار توسعه یافته تا تاریخ (به عنوان مثال [1، 7، 8]) که هدف آن کمک به کودکان دارای معلولیت است در طول فعالیت های روزمره با کم کردن برخی از بارهای کنترل، ویلچر  قدرت را هدایت کنید. ویلچر  هوشمند کودکان در مرکز CALL دانشگاه ادینبورگ، اسکاتلند [8] نمونه ای مناسب برای کار ما است. این موسسه یک معلم ویلچر  هوشمند کودکان با سنسورهای ضربه گیر، سنسورهای سونار و توانایی پیگیری خطوط نوار در زمین را برای آموزش رانندگان کودکان معلول برای بهبود حرکات آنها با استفاده از سطوح مختلف استقلال ایجاد کرده است.

منبع ترجمه