05/03/2024
Door Ad Spijkers
Wetenschappers hebben een robot ontwikkeld die de bewegingen met twee handen van zorgverleners kan 'nabootsen' terwijl ze een persoon aankleden.
Er zijn in het laboratorium al eerder ondersteunende aankleedrobots ontworpen om een oudere of een persoon met een beperking te helpen bij het aankleden. Meestal zijn deze als eenarmige machine gemaakt, maar uit onderzoek is gebleken dat dit ongemakkelijk kan zijn voor de persoon in de zorg of onpraktisch.
Twee armen
Om dit probleem aan te pakken hebben robotica-onderzoekers een tweearmig robot gepresenteerd. Deze is geïnspireerd door zorgverleners die hebben aangetoond dat specifieke acties zijn nodig om het ongemak en de angst voor het individu aan wie zij zorg toevertrouwen, te verminderen. De onderzoekers denken dat deze technologie van groot belang zou kunnen zijn in het sociale zorgsysteem, waardoor zorgverleners minder tijd kunnen besteden aan praktische taken en meer tijd aan de gezondheid en het mentale welzijn van individuen. De wetenschappers zijn verbonden aan de TU Delft, de University of York en het Honda Research Institute in Offenbach.
De onderzoekers verzamelden belangrijke informatie over hoe zorgverleners zich bewogen tijdens een aankleedoefening. Ze lieten een robot menselijke bewegingen observeren en ervan te leren. Vervolgens genereerden ze via kunstmatige intelligentie een model dat nabootst hoe menselijke helpers hun taak uitvoeren. Hierdoor konden de onderzoekers voldoende gegevens verzamelen om te illustreren dat er twee handen nodig waren om zich aan te kleden en niet één. Ook verzamelden ze informatie over de hoeken die de armen maken en de noodzaak voor een mens om in te grijpen en bepaalde bewegingen te stoppen of te veranderen.
De praktijk
Het is bekend dat praktische taken zoals aankleden door een robot kunnen worden gedaan. Hierdoor krijgt een zorgverlener de tijd om zich meer concentreren op het bieden van gezelschap. Ook krijgen ze meer tijd voor het observeren van het algemene welzijn van de persoon onder hun hoede. Dat is in het laboratorium getest. Maar om dit ook buiten het laboratorium te laten werken, moesten de onderzoeers echt begrijpen hoe zorgverleners deze taak in het echt uitvoerden.
Ze werkten daarbij volgens een methode die 'leren door demonstreren' heet. Daarbij is geen expert nodig om een robot te programmeren. Een mens hoeft alleen de beweging te demonstreren die van de robot wordt verlangd en de robot leert die actie. Het was duidelijk dat er voor zorgwerkers twee armen nodig waren om goed te kunnen voorzien in de behoeften van mensen met verschillende capaciteiten. Eén hand houdt de hand van het individu vast om hem bijvoorbeeld comfortabel door de arm van een overhemd te leiden. De andere hand beweegt het kledingstuk tegelijkertijd omhoog en rond of over de arm. Met een éénarmige machine moet een patiënt te veel werk doen voordat een robot hem kan helpen. Hij moet zijn arm in de lucht bewegen of buigen op manieren die hij misschien niet zou kunnen doen.
Modelleren
Het onderzoeksteam kon algoritmes bouwen die de robotarm flexibel genoeg maakten in zijn bewegingen om de trek- en tilacties uit te voeren. Maar de algoritmen voorkomen ook een actie door de zachte aanraking van een menselijke hand, of om uit een actie worden afgeleid door een menselijke hand die de hand naar links of rechts, omhoog of omlaag beweegt, zonder dat de robot weerstand biedt.
Modellering naar de mens kan helpen bij efficiënte en veilige interacties tussen mens en robot. Het is niet alleen belangrijk om ervoor te zorgen dat de taak wordt uitgevoerd, maar ook dat deze halverwege de actie kan worden stopgezet of gewijzigd als een individu dat wenst. Vertrouwen is een belangrijk onderdeel van dit proces. De volgende stap in het onderzoek is het testen van de veiligheidsbeperkingen van de robot en of deze geaccepteerd zal worden door degenen die hem het meest nodig hebben.
De wetenschappelijke publicatie vindt u hier.
Foto: University of York