Ученые разработали перчатку-экзоскелет, которая поможет людям, перенесшим инсульт, заново научиться играть на музыкальных инструментах. Это сделает реабилитацию успешнее. Специалисты собираются усовершенствовать свое изобретение, чтобы сделать его удобнее и адаптивнее, а восстановление после болезни — эффективнее. Работа опубликована в журнале Frontiers in Robotics and AI.
Инсульт — одна из причин инвалидности взрослых. Во всем мире ежегодно происходит 6 миллионов инсультов, из них 450 тысяч — в России. После него пациентам требуется реабилитация, во время которой иногда нужно заново учиться ходить, говорить и выполнять другие повседневные задачи. Обычно в этот период пациентам помогает физио- и трудотерапия, но музыкальную терапию тоже активно используют, чтобы восстановить речь и двигательную функцию. Однако те, кто до инсульта умели играть на музыкальных инструментах, после зачастую вынуждены учиться заново. Новое изобретение поможет выздоравливающим пациентам заново научиться исполнять музыку.
«Наша умная перчатка-экзоскелет со встроенными тактильными датчиками, мягкими исполнительными механизмами и искусственным интеллектом эффективно поможет в повторном обучении ручным задачам после нейротравмы», — рассказал ведущий автор Маохуа Линь из Флоридского атлантического университета.
«Умный экзоскелет руки» в форме многослойной гибкой роботизированной перчатки, которую напечатали на 3D-принтере, весит всего лишь 191 грамм. Перчатки изготавливаются на заказ, чтобы учитывать анатомию каждого пользователя.
На кончиках пальцев размещены мягкие пневматические приводы. Они осуществляют движения, имитируя естественные и точные движения руки. На каждом пальце расположено еще 16 датчиков, которые имитируют тактильные ощущения, когда пользователь взаимодействует с объектом или поверхностями. Создать это устройство, утверждают ученые, нетрудно.
Когда люди носят перчатку-экзоскелет, они контролируют движение каждого пальца. Изобретение поддерживает ладонь, повышает ловкость и облегчает реабилитацию.
Используя машинное обучение, исследователи обучили перчатку «чувствовать» разницу между правильным и неправильным исполнением песни новичка на фортепиано. Так изобретение может работать без участия челвека, с заранее запрограммированными движениями. Специалисты протестировали перчатку на песне «Mary had a little lamb».
Ученые утверждают, что устройство можно запрограммировать так, чтобы оно давало владельцу знать, что он ошибся в игре (с помощью тактильных ощущений, визуальных сигналов или звука).
«Адаптация настоящего дизайна к другим реабилитационным задачам, помимо воспроизведения музыки, например к манипулированию объектами, потребует настройки в соответствии с индивидуальными потребностями. Это можно делать с помощью технологии 3D-сканирования или компьютерной томографии, чтобы обеспечить индивидуальную посадку и функциональность для каждого пользователя», — добавил Линь.
Ученые планируют повысить точность и надежность тактильного восприятия перчатки, увеличить адаптивность и гибкость конструкции экзоскелета, а также усовершенствовать алгоритмы искусственного интеллекта, чтобы лучше интерпретировать вводимые пользователем данные.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
