研究中にピアノを弾くロボットグローブが脳卒中回復に役立つ可能性

研究者たちは、脳卒中から回復中の人々が再び手の機能を取り戻すのに役立つ手袋を開発しています。 これまでのところ、まだ開発中ですが、初期のテストでは、ロボグローブはピアノの弾き方を学習しました。

動作中のロボグローブまたはスマートハンド外骨格

脳卒中後、調整能力や筋力の一部が失われるため、手を使うことがより困難になることがあります。 彼らは、リハビリテーション療法を通じて以前はできていたタスクを再学習する必要があります。 字を書く、皿を洗う、コートを着る、これらすべての日常的な作業には練習が必要です。 ミュージシャンの場合、これには楽器を学び直さなければならないことが含まれるかもしれません。

フロリダ アトランティック大学の研究者は、脳卒中後に手作業を再学習するのに役立つ可能性のある柔らかいロボット グローブのプロトタイプを設計しました。 柔軟で軽量なので、さまざまな人に合わせてカスタマイズできます。 グローブはアクチュエーターを使用して指を動かし、センサーを使用して着用者にフィードバックを提供します。

研究者たちが新しいロボグローブに与えた最初の仕事は、誰かがピアノを弾くのを手伝うことだった。 ピアノ演奏は誰にとっても最も重要なライフスキルではないかもしれませんが、脳卒中後に失われることが多い運動能力に依存しています。 また、ピアノ演奏などの創作活動も回復をサポートするため、ピアニストにとって回復のための素晴らしいスキルとなるでしょう。

グローブの試行では、研究者らは機械学習アルゴリズムを使用して、ピアノで特定の曲を演奏する際にどのような動きが関連付けられるかをグローブに教えた。 具体的には、メアリーは子羊をピアノで弾くように教えました。

「手袋を着用している間、人間のユーザーは各指の動きをかなりの程度まで制御できます」と手袋の設計と研究を監督したエリック・エンゲバーグ氏はFrontiersに語った。

また、このグローブは、曲を独立して演奏するようにプログラムされているだけでなく、グローブを着用している人が間違った音を演奏したり、リズムを狂わせたりしたかどうかを検出することもできます。

「私たちは、このグローブが正しいピアノ演奏と間違ったピアノ演奏を区別できることを発見しました。 これは、音楽の演奏を学び直したいと考えている人々の個人的なリハビリテーションのための貴重なツールとなる可能性があることを意味します」とエンゲバーグ氏は述べています。

今のところ、このグローブはピアノを演奏することしかできないが、研究者らは他の作業もできるようにロボグローブを開発したいと考えている。 「現在のデザインを、音楽再生以外の他のリハビリテーション課題、例えば物体の操作に適応させるには、個人のニーズに合わせてカスタマイズする必要があるでしょう」と研究の筆頭著者であるMaohua Lin氏は述べています。 人はそれぞれ異なり、作業もそれぞれ異なるため、手袋を完全に適応させる必要があります。

その上で、基礎となる技術は、手袋が主流になるために必要なすべての作業に完全に対応できる状態ではないと付け加えた。 それには、触覚センシングの精度の改善と、より洗練された機械学習アルゴリズムが必要になります。

したがって、ピアノを弾くための手袋はまだ入手できませんが、この研究は、脳卒中後に人々が動きを取り戻すのを助けるために、ソフトロボットの適応を使用することが可能であることを示しています。