机器人手杖显示可以提高行走稳定性

大家好，我是本栏目的编辑郝帅，现在我来给大家讲解一下上面的问题。哥伦比亚工程公司(Columbia Engineering Company)的一组研究人员通过在自古以来就存在的简单手杖上添加电子和计算技术，将其改造成21世纪的机器人设备，可以为老年人和其他残疾人提供触摸辅助的行动能力。

哥伦比亚工程公司机械工程和康复与再生医学教授Sunil Agrawal领导的团队首次证明了使用自动机器人“沿着人行走”来提供轻触摸支持的好处，就像人们轻轻地触摸同伴的手臂或袖子来保持行走平衡一样。他们的研究发表在今天的IEEE机器人和自动化快报上。

“通常，老年人可以从轻轻握手中受益，”阿格沃尔解释道，他也是哥伦比亚大学数据科学研究所的成员。他继续说道：“我们开发了一种机器人手杖，它与移动机器人相连，可以自动跟踪人们一起行走和移动。“受试者在覆盖有传感器的垫子上行走，垫子上记录了步幅大小和行走节奏，这些基本上是行走的时空参数，这样我们就可以分析一个人的步态和轻触的效果。”

这款名为CANINE的轻触机器人手杖可以像手杖一样用作移动助手。在行走过程中，该装置提高了个人的本体感觉或空间自我意识，从而提高了稳定性和平衡性。

哥伦比亚工程研究人员通过在一根自古以来就存在的简单手杖上添加电子和计算技术，将其改造成21世纪的机器人设备，可以为老年人和其他行动不便的人提供触摸帮助。机器人会自动与人一起“行走”，以提供轻微的触摸支撑，就像人们在行走时轻轻触摸同伴的手臂或袖子以保持平衡一样。图片：简尼斯森/哥伦比亚工程公司。

“这是一种向个人提供帮助和反馈的新方式，因为他们可以在环境中导航，”物理医学和康复学教授西蒙巴鲁克(Simon Baruch)和哥伦比亚大学欧文医学中心康复和再生医学系主任乔尔斯坦(Joel Stein)说。与阿格沃尔共同撰写了这项研究。"这种策略可能适用于各种疾病，尤其是步态障碍患者."

为了测试这款新设备，该团队为12名健康的年轻人配备了虚拟现实眼镜，为用户创造了一个左右摇摆和前后摇动的视觉环境，以平衡他们的步态。在测试这些行走视觉障碍的情况下，每个受试者在有和没有机器人手杖的仪器垫上行走10次。在所有的虚拟环境中，有了机器人手杖的触摸支持，所有的受试者都会缩短步幅。窄步幅表示支撑底座减小，质心摆动较小，说明轻触使步态稳定性增加。

“我们研究的下一个阶段将是测试老年人和那些平衡和步态不佳的人，从而研究机器人手杖如何改善他们的步态，”机器人和康复(ROAR)实验室负责人Agrawal说。“此外，我们将对健康个体进行新的实验。除了它们的视力，我们还会干扰它们的头颈运动来模拟前庭缺陷。”

虽然行动障碍影响了4%的18至49岁的人，但在75至80岁年龄组，这一数字上升到35%，这意味着自给自足、独立和生活质量下降。到2050年，估计每个老人只有五个年轻人，但今天只有七八个。

阿格拉瓦尔指出：“我们将需要其他渠道来支持人口老龄化。“这是一项有潜力以相当便宜的方式填补护理空白的技术。”

这项研究的标题是“在虚拟现实环境中，在地面行走时，人们会跟随触摸设备的视觉干扰。”

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