Stevens（史蒂文斯）和Columbia（哥倫比亞）大學的多學科研究人員合作開發(fā)了一種輔助裝置，幫助老年人保持平衡和運動。

史蒂文斯理工學院的研究人員正在利用一些最新的機械和機器人技術來幫助我們的老年人保持健康、活躍和獨立。

據了解，電氣和計算機工程教授兼機器人與自動化實驗室主任Yi Guo和機械工程助理教授兼可穿戴機器人系統(tǒng)實驗室主任Damiano Zanotto正在與史蒂文斯文理學院助理教授Ashley Lytle和哥倫比亞大學醫(yī)學中心的Ashwini K. Rao博士合作，將一個輔助移動機器人伴侶與可穿戴的鞋內傳感器結合在一起，設計一個系統(tǒng)，幫助老年人維持他們健康生活所需的平衡感和運動能力。

Guo表示：“平衡和運動對這一人群來說是一個重要的問題，如果老年人跌倒并受傷，他們將在很長一段時間內都不太可能保持健康和鍛煉了。這樣一來，他們的健康水平和表現都會下降。我們的移動機器人同伴可以幫助減少跌倒的幾率，并通過保持良好的步行功能來促進健康的生活方式。”

這些移動機器人設計用于引導步行過程，通過鞋內傳感器，監(jiān)測用戶的步態(tài)，指示問題，并調整運動速度和步速。這項計劃是國家科學基金會為期四年的研究項目的一部分。

“我們首次將可穿戴傳感技術與自主移動機器人相結合，”Zanotto說，他在哥倫比亞大學醫(yī)學中心與老年人共事了三年，于了2016年來到史蒂文斯?！皩⑦@些不同領域的專業(yè)知識結合起來，利用可穿戴傳感技術的優(yōu)勢，如精確捕捉人體運動，以及移動機器人技術的優(yōu)勢，例如更大的計算能力，這是令人興奮的?！?/p>

該團隊正在開發(fā)算法，將來自智能、無干擾的鞋內傳感器和先進的車載傳感器的實時數據融合在一起，以通知機器人的導航協(xié)議，并控制機器人與老年人的互動方式。這是幫助老年人安全地進行步行鍛煉和維持生活質量的一種很有前途的方法。

把實驗室的好處帶到生活中

Bringing the benefits of the lab to life

Guo和Zanotto正在與社會和健康心理學專家Lytle合作，以實現社交連接功能，并使人與機器人之間的雙向交互對老年人來說更加直觀、有趣和有意義。

“特別是在COVID期間，對于獨自生活的老年人來說，與家人和朋友進行社交聯(lián)系非常重要，”Zanotto說，“機器人伴侶還將提供遠程會議工具，以直觀和透明的方式提供這種互動?！?/p>

“我們希望使用機器人進行社交連接，或許可以將其與Alexa等輔助助手集成，Guo補充道。“我們的目標是讓它成為一個同伴機器人，它可以感知，例如，你正在做飯，或者你在客廳里，并幫助你做你想做的事情?！?/p>

這是一個很好的例子，說明抽象概念如何在現實生活中產生意義的好處。

“作為工程師，我們傾向于在實驗室工作，試圖優(yōu)化我們的算法、設備和技術，”Zanotto指出，“但歸根結底，我們所做的只有有限的價值，除非它對現實生活產生影響?？吹轿覀冊趯嶒炇议_發(fā)的設備和技術如何應用于現實生活中，這是一件很有趣的事情。”

在全球大流行病中保持平衡

Maintaining balance in a global pandemic

盡管COVID-19推遲了該團隊計劃在紐約市一個老年活動中心進行的測試，但它并未能阻止團隊的進展。

“雖然我們還不能對老年人進行測試，但我們的學生仍在實驗室進行測試，”Guo說。“今年夏天和秋天，學生們第一次驗證了該系統(tǒng)的實時能力，即監(jiān)測和評估行走過程中的動態(tài)穩(wěn)定裕度，換句話說，就是評估跟隨機器人的人是否能夠正常行走或有摔倒的風險。他們還在為機器人設計參數，以便在行走時提供早期警告和反饋，幫助受試者糾正行走時的姿勢和步態(tài)問題?！?/p>

這些警告實際上是在腳下進行傳達的，因為鞋里的傳感器會像手機一樣振動，向目標對象傳遞即時的方向信息。

Zanotto說：“我們不是第一個使用這種振動刺激技術的人，但這種應用是新的?！?/p>

到目前為止，該團隊已經在頂級機器人學出版物上發(fā)表了論文，包括IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering和2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)。這是實現協(xié)同效應的一大步 -- 將工程師的技術專長用于臨床生物識別和各地老年人的真實生活。

原文標題：鞋內傳感器和移動機器人 幫助老年人保持活躍

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責任編輯：haq