Seis escenarios de asistencia con un prototipo de un robotic que se está desarrollando en el MIT. Fila superior: entrar y salir de una bañera, doblarse para alcanzar objetos y atrapar una caída. Fila inferior: transición de un inodoro de un baño, levantando a una persona del piso y asistencia para caminar. | Imagen cortesía de los investigadores del MIT
Un grupo de ingenieros del MIT está trabajando en robots para ayudar a abordar los desafíos de cuidado de ancianos en los Estados Unidos, el equipo ha construido y probado el robotic de asistencia corporal de edad avanzada, o barra electrónica, un robotic móvil diseñado para apoyar físicamente a los ancianos y evitar que caigan a medida que se mueven por sus hogares.
La población estadounidense es mayor de lo que ha sido. Hoy, la edad media del país es de 38.9, que es casi una década más antigua que en 1980. Y se espera que el número de adultos mayores de 65 años sea de 58 millones a 82 millones para 2050. El desafío de cuidar a los ancianos, en medio de escasez de trabajadores de la atención, el aumento de los costos de atención de la salud y la evolución de las estructuras familiares, es un problema de sociedad en los sociedades cada vez más urgentes, dicha investigadores.
E-Bar actúa como un conjunto de manillares robóticos que siguen a una persona desde atrás. Un usuario puede caminar de forma independiente o apoyarse en los brazos del sistema para obtener apoyo.
El robotic puede apoyar el peso complete de la persona, elevándolos de estar sentados a estar de pie y viceversa a lo largo de una trayectoria pure. Y los brazos del robotic pueden atraparlos inflando rápidamente las bolsas de aire laterales si comienzan a caer.
Con su diseño, los investigadores esperan prevenir caídas, que hoy son la principal causa de lesiones en adultos mayores de 65 años.
“Muchos adultos mayores subestiman el riesgo de caída y se niegan a usar ayudas físicas, que son engorrosas, mientras que otros sobreestiman el riesgo y pueden no hacer ejercicio, lo que lleva a la disminución de la movilidad”, dijo Harry Asada, profesor de ingeniería de Ford. MIT. “Nuestro concepto de diseño es proporcionar a los adultos mayores que tengan un deterioro del equilibrio con el manillar robótico para estabilizar su cuerpo. Los manillares van a cualquier parte y brindan apoyo en cualquier momento, cuando lo necesiten”.
Los investigadores priorizan las necesidades del paciente, deseos en el diseño de robots
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El grupo de Asada en el MIT desarrolla una variedad de tecnologías y ayudantes robóticos para ayudar a los ancianos. En los últimos años, otros han desarrollado algoritmos de predicción de otoño y diseñaron dispositivos de asistencia, incluidos caminantes robóticos, airbags portátiles, autoinflantes y marcos robóticos que aseguran a una persona con un arnés y se mueven con ellos mientras caminan.
“Creo que Eldercare es el próximo gran desafío”, dijo el diseñador de barras electrónicas Roberto Bolli, un estudiante graduado en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT. “Todas las tendencias demográficas apuntan a una escasez de cuidadores, un excedente de personas mayores y un fuerte deseo de que las personas mayores envejezcan. Lo vemos como una frontera inexplorada en Estados Unidos, pero también como un desafío intrínsecamente interesante para la robótica”.
En el diseño de E-Bar, Asada y Bolli apuntaban a un robotic que esencialmente hace tres tareas: proporcionar apoyo físico, prevenir caídas y moverse de manera segura y desagradable con una persona. Además, buscaron eliminar cualquier arnés, para darle a un usuario más independencia y movilidad.
“A las personas mayores no les gusta usar arneses o dispositivos de asistencia”, dijo Bolli. “La thought detrás de la estructura de la barra electrónica es que proporciona soporte de peso corporal, asistencia activa con la marcha y la captura de otoño, al tiempo que también no está obstinada en la parte delantera. Puede salir en cualquier momento”.
El equipo buscó diseñar un robotic específicamente para el envejecimiento en su lugar en el hogar o ayudar en las instalaciones de atención. Según sus entrevistas con adultos mayores y sus cuidadores, se les ocurrió varios requisitos de diseño. Estos incluyeron que el robotic debe encajar a través de las puertas del hogar, permitir que el usuario pueda dar un paso completo y apoyar su peso completo para ayudar con el equilibrio, la postura y las transiciones de estar sentado.
Bolli y Asada presentarán un artículo que detalla el diseño de la barra electrónica en la conferencia IEEE sobre robótica y automatización (ICRA) la próxima semana.
Más sobre el diseño de la barra electrónica
El sistema de asistencia incluye airbags inflables, una horquilla en forma de U con manillar vertical, una base omnidireccional de accionamiento de deslizamiento, un sistema de liberación neumática rápida y un enlace alimentado de 18 barras para elevar y bajar la horquilla. | Imagen cortesía de los investigadores del MIT
El robotic consiste en un pesado de 220 libras. Base cuyas dimensiones y estructura fueron optimizadas para soportar el peso de un humano promedio sin inclinar o resbalar. Debajo de la base hay un conjunto de ruedas omnidireccionales que permiten que el robotic se mueva en cualquier dirección sin pivotar, si es necesario.
Los científicos del MIT compararon el movimiento con las ruedas de un automóvil cambiando para deslizarse hacia un espacio entre otros dos autos, sin estacionamiento paralelo.
Se extiende desde la base del robotic hay un cuerpo articulado hecho de 18 barras o enlaces interconectados. Estos pueden reconfigurar como una grúa plegable para levantar a una persona de una posición de estar a pie, y viceversa. Dos brazos con manillar se extienden desde el robotic en forma de U, que una persona puede interponerse y apoyarse si necesita apoyo adicional.
Finalmente, cada brazo del robotic está integrado con bolsas de aire hechas de un materials blando que puede inflarse instantáneamente para atrapar a una persona si cae, sin causar hematomas en el impacto. Los investigadores afirmaron que E-Bar es el primer robotic capaz de atrapar a una persona que cae sin dispositivos portátiles o el uso de un arnés.
Probaron el robotic en el laboratorio con un adulto mayor que se ofreció como voluntario para usar el robotic en varios escenarios de los hogares. El equipo descubrió que E-Bar podría apoyar activamente a la persona mientras se doblaron para recoger algo del suelo y se estiraba para alcanzar un objeto fuera de un estante, tareas que pueden ser difíciles de hacer mientras mantienen el equilibrio. El robotic también pudo levantar a la persona hacia arriba y sobre el labio de una bañera, simulando la tarea de salir de una bañera.
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Los investigadores del MIT miran hacia el futuro
En su versión precise, el robotic se opera mediante management remoto. En futuras iteraciones, el equipo del MIT planea automatizar gran parte de la funcionalidad del bot, lo que le permite seguir de forma autónoma y ayudar físicamente a un usuario. Los investigadores también están trabajando para racionalizar el dispositivo para que sea más delgado y más maniobrable en espacios pequeños.
Bolli señaló que un diseño como E-Bar sería adecuado para su uso en el hogar por personas mayores que aún tienen un grado moderado de fuerza muscular pero requieren dispositivos de asistencia para actividades de la vida diaria. “Ver la tecnología utilizada en escenarios de la vida actual es realmente emocionante”, dijo.
En su artículo precise, los investigadores no incorporaron ninguna capacidad de predicción de caídas en el sistema de airbag de E-Bar. Pero otro proyecto en el laboratorio de Asada, dirigido por la estudiante graduada Emily Kamienski, se ha centrado en desarrollar algoritmos con el aprendizaje automático para controlar un nuevo robotic en respuesta al nivel de riesgo de caída en tiempo actual del usuario.
Junto con E-Bar, Asada ve diferentes tecnologías en su laboratorio como proporcionando diferentes niveles de asistencia para las personas en ciertas fases de la vida o la movilidad.
Este trabajo fue apoyado, en parte, por la Iniciativa Nacional de Robótica y la Nationwide Science Basis.
El equipo que trabaja en racionalizar la barra electrónica, como se muestra, para hacer que el dispositivo sea más delgado y más maniobrable en pequeños espacios. | Imagen cortesía de los investigadores del MIT
