Robotok a fogyatékosság csökkentésének szolgálatában

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Robotok a fogyatékosság csökkentésének szolgálatában"

Veronika Csonkané
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gyártástudomány és -technológia Tanszék Robotok a fogyatékosság csökkentésének szolgálatában Összeállította: Tóth András tudományos munkatárs 1

2 Előadásvázlat Bevezető Magyarországi egészségügyi robotos helyzetkép Kutatás-fejlesztési és innovációs projektek: REHAROB +: agysérültek felső végtagját gyógytornáztató robot DOMEO: időseket otthonukban segítő szociális és fizikális társrobotok EVRYON: ember-gép szimbiotikus együttműködését kihasználó viselhető, járást segítő robot

3 1. bevezető dia: Robotok vezető autógyártónknál A világ első ipari robotja, az Unimate, 1961-ben egy fröccsöntőgép kiszolgálását kezdte meg a General Motors, Ternstedt, New Jersey, USA-beli üzemében. Ma a világban 1,2 millió, Magyarorszá-gon kb. ezerötszáz ipari robot működik (IFR) ISO 8373: A manipuláló ipari robot automatikusan irányított, újraprogramozható, többcélú legalább három tengely mentén programozható, térben rögzítetten telepített vagy mozgatható alapú, ipari automatizálási feladatokra használt manipulátor. Forrás:

4 2. bevezető dia: Művészet - szépirodalom

5 3. bevezető dia: Művészet - film

6 4. bevezető dia: Robot az otthonunkban Forrás: SONY,

7 Magyarországi egészségügyi robotikai helyzetkép 7

8 Da Vinci, urológiai sebészrobot, Telki kórház, eseti alkalom HM Állami Egészségügyi Központ, december

Robot sebész lézer, DE OEC, 2012. január Debreceni Egyetem, Orvos- és Egészségtudományi Centrum 132.500.

9 Robot sebész lézer, DE OEC, január Debreceni Egyetem, Orvos- és Egészségtudományi Centrum Ft Első két hónapban 13 szaruhártya átültetés Forrás:

10 LTC2-FTS tip. robottargonca, Állami Egészségügyi Központ

11 GaitTrainer, Országos Orvosi Rehabilitációs Intézet

12 Robotbeteg, SOTE,

13 Gyógytorna gyakorlatok robottal: REHAROB és utódprojektjei 13

REHAROB: Mozgássérültek felső végtagjának gyógytornáztatása ipari robottal Tervezés és fejlesztés 2000-2003-ig EU projekt támogatásával Rásegítő projektek: FIZIOROBOT (2004-2005), ROBOTERÁPIA

14 REHAROB: Mozgássérültek felső végtagjának gyógytornáztatása ipari robottal Tervezés és fejlesztés ig EU projekt támogatásával Rásegítő projektek: FIZIOROBOT ( ), ROBOTERÁPIA ( ) Országos Orvosi Rehabilitációs Intézetben egy egyszerű (2003) és egy kontrollált (2005) klinikai vizsgálat: 40 fő 15 hónap COSMOSYS (NKTH-TéT, ) Orvostechnikai tanúsítás A robotos gyógytorna beépítése a napi munkába Termék életút tervezés

15 Féloldali bénulás: néhány jellemző Gyakoriság: Átlagosan eset jut minden es populációra évente az Európai Unióban. Okozza: Agyi érkatasztrófa (STROKE) Agyvérzés (STROKE) Agydaganat Agysérülés Multiple sclerosis Születéskori agykárosodás

Mi az a spasztikus hemiparézis ( szabályozási hiba : állandó alapjel) Megnövekedett izomtónus, elsődlegesen az antigravitációs izmokban: felső végtag: hajlító izmok, alsó végtag: feszítő

16 Mi az a spasztikus hemiparézis ( szabályozási hiba : állandó alapjel) Megnövekedett izomtónus, elsődlegesen az antigravitációs izmokban: felső végtag: hajlító izmok, alsó végtag: feszítő izmok Rehabilitáció: egy gyógytornász 4 beteget kezel naponta 2 x min gy.torna/fő naponta Wernicke Mann tartás intézeti rehabilitáció: nap EU:700 Euro/nap, USA: 1400$/nap

17 45 váll-könyök gyakorlat a 8 ismert iskola szerint Bobath, PNF, Kabat, Brunnstrom, Rood, Vojta, Fay-Doman, Pető (konduktív pedagógia)

18 MULTIMÉDIA-KATALÓGUS 8. Gyakorlat Kiinduló helyzet Véghelyzet

A REHAROB gyógytornáztató berendezés Célkitűzés: személyre szabott teljes térbeli váll-könyök gyógytorna gyakoroltatás spasztikus hemiparetikus betegeken. Hogyan?

19 A REHAROB gyógytornáztató berendezés Célkitűzés: személyre szabott teljes térbeli váll-könyök gyógytorna gyakoroltatás spasztikus hemiparetikus betegeken. Hogyan? Kiválasztottunk két ABB ipari robotot. A kisebbik a felkart, a nagyobbik az alkart mozgatja. A gyógytornász ún. betanításos programozással készíti el a gyakorlatok programját. A fogantyúk segítségével mozgatja a beteg kart, miközben a robotok megjegyzik a mozgásokat

20 A REHAROB berendezés számítógépes terve Állvány Ipari robotok Alap: 5x4.6 m 2 Magasság: 2.8 m Motoros kezelőszék

21 A REHAROB Gyógytornáztató Berendezés első prototípusa (2003) BIZTONSÁG! Állvány Irányító panel Ipari robotok Kezelőszék

22 REHAROB v2 (2007-) 5. generációs ABB ipari robotok gyári erőszabályozással Kézmodul hozzáadása 5 mindennapi tárgy megfogás és manipulálás tevékenység (Activities of Daily Living: ADL) kiválasztása Aktív gyógytorna: Mozgáskorrigálás gravitációs tehermentesítéssel Mozgáskorrigálás gravitáció mellett Mozgatás ellenállás mellett

23 A kiválasztott mindennapi tevékenységek mozgásanalízise ADL1: Bögre megfogása a fülénél, szájhoz emelés és vissza ADL2: Zipzár fülének megfogása, a zipzár kinyitása, bezárása, és vissza ADL3: Oldalon lévő telefonkagyló megfogása, fülhöz emelése, és vissza ADL4: Szalvéta megfogása, száj megtörlése, és vissza ADL5: Ajtókilincs megfogása, 90 fokos elforgatás, ajtó 90 fokos kinyitása, bezárása, és vissza

24 Kézmodul kialakítása Háromujjas ügyes robotkéz (Schunk AG) Robotujj és kézujj összekapcsolása Kézmodul terve

25 Időseket otthonukban segítő szociális és fizikális társrobotok : DOMEO 25

DOMEO EU AAL projekt (2009-2012): Időseket otthonukban támogató szociális és fizikális társrobotok Kompaï szociális társrobot: Több nyelven (köztük magyarul is) ért és beszél Kérésre önállóan tud

26 DOMEO EU AAL projekt ( ): Időseket otthonukban támogató szociális és fizikális társrobotok Kompaï szociális társrobot: Több nyelven (köztük magyarul is) ért és beszél Kérésre önállóan tud mozogni a lakásban Veszélyhelyzeti segítségkérés Napirendre emlékeztető gyógyszer bevétel, találkozó Bevásárló lista Szórakozás játékok, zene és videó lejátszó Kapcsolattartás video-telefonálás, Hírek, időjárás Élettani paraméterek monitorozása

27 Felhasználói igények vak felmérése (Magyarország, 120 fős minta) Mi a véleménye egy olyan robotról, amely az idős személy állapotának felmérésekor kritikus érték esetén értesítené az egészségügyi intézményt? Robot bemutató nélkül!

28 A Kompaï szociális társrobot részei Kamera ÉrintőképernyőÉ Tálca Kikapcsoló gomb Központi egység Motor hajtotta kerék SOS gomb Érzékelők (ultrahang, lézerszkenner, infra) Bolygó kerék

29 Használatot korlátozó problémák Küszöb Felgyűrődő szőnyeg Robot számára nem látható tárgyak Szűk helyek Csatlakozás a töltőállomáshoz

30 Betanítás / használat

31 Funkció használati statisztika A robot minden működési adatát log fájlban tárolja szeptember 17-től december 31-ig 8 magyar idős önkéntes hajtott végre terepvizsgálatot. (Szakigazgatási szerv engedélyével!)

32 Napi szolgáltatáshasználati statisztika a tárolt Log adatok alapján

33 Hang/érintésmódú kommunikációs szolgáltatáshasználati statisztika a tárolt Log adatok alapján

34 Felhasználói vélemények a szolgáltatásokról (1-5 skálán pontoztak) Usefulness* Reliability* Disturbance** Navigation 4,75 3,625 2,375 Obstacle detection and avoidance 5 4,25 1,375 Automatic docking 5 4,25 1,375 Carrying small objects 3,25 3,25 1 Voice control 4,875 3,625 1,625 Verbal communication with the robot 4,75 3,625 2,375 Emergency signal ,375 3,625 1,375 Skype 4,5 4 1,5 Weather forecast 3,75 4 1,5 Entertainment 4,25 4,375 1,125 Agenda 3,5 3,75 1,25 Shopping list 2,375 3,5 2,125 Remote control 2,875 4,625 1,375 Blood pressure and body weight 4,25 3,125 1,375 measurement * 1=worst; 5=best ** 1=best; 5=worst

35 Tervezett és nem tervezett látogatások S01 S02 S03 S04 S05 S06 S07 S08 Tervezett Nem tervezett Összes

36 Eredmények, javaslatok Hasznos, 3 felhasználónk soha nem használt PC-t előtte. Most vásárol nekik a családjuk. Kérdezéses funkciók tetszettek, kapcsolattartás és internet szintén, bevásárló lista kevésbé. PC kerekeken! 24h/7nap megbízhatóságú robotműködés elengedhetetlen. Zaj- és hőkibocsátás csökkentése szükséges. Beszédfeldolgozás teljesítménye jelentősen alulmúlja a biológiai szintet. Biztonsági kérdés is! Kis teherbírású robotkar szükséges lenne. Igény az autonóm működésre ( Beszélgess velem! ) és érzelem kifejezésére

37 Járást segítő viselhető robot : EVRYON 37

EVRYON EU FP7 projekt (2010-2012) Új tervezési módszertan

az ember-robot szimbiotikus együttműködését, és az emberi

38 EVRYON EU FP7 projekt ( ) Új tervezési módszertan kidolgozása, amely hasznosítja a szerkezeti intelligenciát, az ember-robot szimbiotikus együttműködését, és az emberi mozgás biomechanikai modellezésének eredményeit

Ismert viselhető robotrendszerek: minden rendszer antropomorf kivéve az első sor utolsó rendszere (Honda Walking Assist) BLEEX - U Berkeley Pneumatic AAFO U Mich LOPES-U Twente HAL U Tsukuba

39 Ismert viselhető robotrendszerek: minden rendszer antropomorf kivéve az első sor utolsó rendszere (Honda Walking Assist) BLEEX - U Berkeley Pneumatic AAFO U Mich LOPES-U Twente HAL U Tsukuba MIT Pseudo-passive exo ReWalk. Argon Medical Honda Walking Assist ALEX U Delaware SARCOS Exo EXPOS U Sogang SEA-based AAFO - MIT Rheo and Power Knees - Össur Honda Walking Assist

40 A BME feladata: Viselhető robot csípő és bokamoduljának fejlesztése Szervo Csípőmodul: hip adduction/abduction hip intra/extra rotation Szervo és Passzív Bokamodul: Szervo: plantarflexion/dorsiflexion Passzív: adduction/abduction Passzív: intra/extra rotation Önhordó kivitel Aktív támogatás: a maximum izomerő 30%-ig (rásegítés)

30%-nál nagyobb izomerő támogatást nyújtó rendszerek 100% izomerő támogatás: rehabilitáció bénult végtagok mozgatásával (Rewalk központi idegrendszeri

41 30%-nál nagyobb izomerő támogatást nyújtó rendszerek 100% izomerő támogatás: rehabilitáció bénult végtagok mozgatásával (Rewalk központi idegrendszeri sérülteknek) >100% izomerő támogatás: feladatvégző képesség kiterjesztése katonai, munka, telemanipulációs helyzetekben (Bleex, US Army, 40 kg-os hátizsák)

42 Ergonómiai tervezés 50 %ilis férfi és női modelleket építettünk a Jack TM ergonómiai modellező rendszerben holland idősök antropometriai adatai alapján 5-95 %ilis mérettartományra tervezzük az Evryon viselhető robotot

43 Gépészetileg végleges BME modulok Boka modul 1. Dorsi / Plantar Flexion (Active) 2. Intra / Extra Rotation (Passive) 3. Eversion / Inversion (Passive) Csípő modul 1. Abduction / Adduction (Active) 2. Intra / Extra Rotation (Active) 3. Flexion / Extension (Passive)

44 BME modulok összeszerelve az ideiglenes rudazattal

45 Hordhatósági Teszt

46 VÉGLEGES BME MODULOK (BURKOLATOK NÉLKÜL)

47 INTEGRÁLT EVRYON VISELHETŐ ROBOT PROTOTÍPUS

48 Videódemonstrációk

49 BME: Dr. Arz Gusztáv Dr. Stépán Gábor Dr. Kocsis László Jurák Mihály Kovács László Dárday Vilmos Varga Zoltán Varga Péter Kellős György Papp József Gombos Ákos Lezsák Gergely Magyar Gábor Varga Károly Nyitrai Dávid Wohlfart Richard Bojtos Attila Szakály Norbert Köszönöm a figyelmet a projektekben közreműködő munkatársaim és hallgatóim nevében is Bencsik László Zelei Ambrus Bauer Márk Csibrák Tamás Dános László Dános Tamás Gyimóthy Dávid Bohus Krisztián Magyar Bálint Miklós Ákos Preiner Norbert Kirschner Dávid Takács Bálint Kovács Dénes Hodosán Zsolt Nagy Tibor Horváth Tamás És még sokan mások Támogatók: Európai Bizottság OORI: Dr. Fehér Miklós Dr. Fazekas Gábor Dr. Dénes Zoltán Stefanik Györgyi Boros Zsuzsa Dr. Horváth Mónika Dr. Zsiga Katalin Dr. Péter Orsolya Pilissy Tamás Gelányi László Nemzeti Fejlesztési Ügynökség Nemzeti Innovációs Hivatal Partnerek: projekt honlapokon

Hasonló dokumentumok

DOMEO Időseket otthonukban segítő robot

DOMEO Időseket otthonukban segítő robot Zsiga Katalin Fazekas Gábor Pilissy Tamás Stefanik Györgyi Tóth András Jurák Mihály Melegh László Rehabilitációs robotok Terápia Állapotfelmérés Lokomat (Svájc)