Wetenschappers van de Universiteit van Washington werken al tien jaar aan een robotarm die in staat is om mensen die door ziekte of verlamming zelf niet meer een mes en vork kunnen hanteren, te helpen bij het eten. Enige tijd geleden is de robotarm, of ADA (Assistive Dexterous Arm) buiten het lab getest bij en door een dwarslaesiepatiënt.
Robots in de zorg zijn niet nieuw. In veel OK’s worden chirurgische robots ingezet die er niet alleen toe bijdragen dat operaties minder invasief en nog nauwkeuriger kunnen worden uitgevoerd, maar ook ingrepen op plekken mogelijk maken die voorheen onbereikbaar waren. Een relatief nieuwe ontwikkeling zijn de sociale robots in de ouderen- en thuiszorg. En waar ook aan gewerkt wordt zijn robots, of exoskeletten, die zorgprofessionals helpen bij fysiek zwaar werk, zoals het uit bed of een rolstoel tillen van patiënten en mensen met een dwarslaesie weer zelfstandig laten lopen. De robotarm die aan de Universiteit van Washington ontworpen is, moet mensen die niet meer in staat zijn om hun armen of handen te gebruiken in staat stellen weer zelfstandig te eten.
Robotarm voedt patiënten
Dat aan de ontwikkeling van de ADA (Assistive Dexterous Arm) robotarm tien jaar gewerkt is, heeft alles te maken met het feit dat het mechanisme van eten ingewikkelder is dan het lijkt. De eerste uitdaging die de wetenschappers moesten overwinnen was het hanteren van een vork door de robotarm. Toen ze daar eenmaal in geslaagd waren, kon de robotarm doorontwikkeld worden zodat hij eten van een bord kon oppakken en naar (en in) de mond van een persoon brengen.
Vervolgens werd de robotarm gedurende langere tijd getest in een laboratorium setting. Onlangs is hij voor het eerst ingezet in een paar onderzoeken buiten het lab. In de eerste studie gebruikten zes gebruikers met motorische beperkingen de robot om een maaltijd te eten in het cafetaria, een kantoor of een vergaderzaal van de Universiteit. In de tweede studie werd de robotarm door een van de onderzoekers thuis gebruikt. Hoe dat in zijn werk ging, is in onderstaande video te zien.
“Onze eerdere onderzoeken vonden plaats in het lab omdat, als je specifieke systeemcomponenten geïsoleerd wilt evalueren, je alle andere aspecten van de maaltijd moet controleren”, vertelt Amal Nanavati, een UW-promovendus aan de Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering.
Ontwikkeling en werking
Het systeem bestaat uit een robotarm die kan worden bevestigd aan, bijvoorbeeld, een elektrische rolstoel of ziekenhuistafel, dicht bij de gebruiker. Met een app kan de gebruiker vervolgens aangeven wat hij van het bord wil eten. De robotarm pakt dat dan op en zorgt ervoor dat precies die hap naar de mond van de gebruiker wordt gebracht. De arm beschikt ook over een krachtsensor en camera om onderscheid te maken tussen harde en zachte voeding.
In beide onderzoeken voedden gebruikers zichzelf met succes. Bij de ontwikkeling van de robotarm hielden de wetenschappers rekening met veranderende omstandigheden in en rondom het gebruik. In het eerste onderzoek bereikte de robot een nauwkeurigheid van zo’n 80 procent. In het tweede onderzoek werd de standaardfunctionaliteit van het systeem belemmerd door de verschillende omstandigheden en omgevingen in huis. Zo werd onder andere, met succes, getest of de proefpersoon ook in bed kon eten, of bij weinig licht.
“Het was echt een belangrijke stap om de robot uit het lab te halen. Je eet in verschillende omgevingen en er zijn kleine variabelen waar je niet aan denkt. Als de robot te zwaar is, kan hij een tafel laten kantelen. Of als de verlichting niet goed is, kan de gezichtsherkenning het moeilijk krijgen, maar verlichting is iets waar je echt niet over nadenkt als je aan het eten bent”, aldus Jonathan Ko.
Het team is van plan om het systeem verder te verbeteren op het gebied van effectiviteit en aanpasbaarheid. Het onderzoek van het team wordt 5 maart gepresenteerd op de ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction in Melbourne.
