Designe bedre sygepleje med robotter

Robotter bliver en stadig vigtigere del af menneskelig pleje, ifølge forskere baseret i Japan. For at hjælpe med at forbedre sikkerheden og effektiviteten af ​​robotpleje, forskerne har udviklet en kontrolmetode, der kan hjælpe robotter med bedre at replikere menneskelig bevægelse, når de løfter og flytter en patient. De offentliggjorde deres resultater i IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica .

"I de seneste år, mangel på omsorgspersoner er blevet et alvorligt socialt problem som følge af en faldende fødselsrate og en aldrende befolkning, " sagde Changan Jiang, papirforfatter og assisterende professor i maskinteknik ved Ritsumeikan University.

Sygeplejerskerobotter er allerede i brug på flere plejefaciliteter, men kommer med begrænsninger. For eksempel, robotter, der er ansvarlige for at løfte en patient fra en seng til en stol, skal være stærkt overvåget af en menneskelig plejer. Den kontrolmetode, robotten bruger til at løfte og holde en person, skal også kæmpe med spørgsmålet om friktion. Vægten af ​​et menneske kan få robottens arme til at gå i stå midt i bevægelsen.

I Jiangs papir, forskerne rapporterer udviklingen af ​​en metode til at styre bevægelsen af ​​en plejerobots arm for at skabe en sikker og behagelig kropsholdning uden at skulle kompensere for friktionen mellem plejemodtagere og robottens arme i en computersimulering.

"I en virkelig applikation, friktionen kan ikke ignoreres, og det vil påvirke armenes holdbarhed og løftebevægelsen, " sagde Jiang. "I vores forskning, i stedet for at kompensere for friktionen, vi udnytter statisk friktion rimeligt ved at holde og løfte en genstand. Dette er den vigtigste idé i vores forskning."

Statisk friktion holder en genstand i ro. For eksempel, en lastbil, der klatrer op ad en stejl rampe, skal have kraft nok til at køre sig selv opad, ellers vil statisk friktion mellem lastbilen og vejen standse bevægelsen og standse lastbilen stille. Med plejerobotter, forskerne fik den statiske friktion til at fungere for dem ved at anvende den på et objekt med to led - robottens ækvivalent til en menneskelig arm. Ved at antage, at armen arbejder fra en tilstand af statisk friktion, med plejemodtagerens krop, der fungerer som den ting, der forhindrer armene i at bevæge sig, forskerne programmerede armen til at holde kroppen i ro. Som sådan, plejemodtageren har en sikker og behagelig oplevelse, og robottens arm behøver ikke at arbejde for at kompensere for den friktion, der indføres.

Næste, forskerne planlægger at tilføje et tredje led til kontrolmetoden, som vil repræsentere en torso.

"Vi planlægger at udvide objektet med to led til et treleddet, som er mere lig et menneskes krop og til at designe en ny kontrolmetode for at realisere en sikker og behagelig holde- og løftebevægelse, " sagde Jiang.

Satoshi Ueno, også med Institut for Maskinteknik ved Ritsumeiken Universitet, var medforfatter til avisen.