22/12/2021
Door Ad Spijkers
De robot herkent met behulp van slechts weinig sensoren de status van gebruikers.
Een onderzoeksteam aan de Toyohashi University of Technology in Toyohashi (zo'n 250 km zuidoost van Tokyo) heeft een robot ontwikkeld die vooral uitkomst biedt voor ouderen. De robot kan helpen bij het opstaan, lopen en gaan zitten door de toestand van de gebruiker te schatten met behulp van een klein aantal sensoren. Het kennen van de toestand van de gebruiker, bijvoorbeeld of deze probeert op te staan of te gaan zitten, maakt het mogelijk om indien nodig assistentie te verlenen. Bovendien kan het ongevallen voorkomen door onregelmatigheden te detecteren, zoals het bijna omvallen van de gebruiker.
Hulpmiddel
Voor ouderen met afnemende spierkracht is het wenselijk om hulp te krijgen in hun dagelijks leven. Daarom worden robots ontwikkeld om te helpen bij vooral frequente handelingen zoals opstaan en lopen. Conventionele robots hebben normaal gesproken geassisteerd bij een van deze acties, maar aangezien opstaan, lopen en zitten in volgorde worden gedaan, is het wenselijk om één enkele robot bij al deze handelingen te laten assisteren.
Systemen worden vaak geconstrueerd om grote kracht te produceren of om de toestand van de gebruiker in detail te herkennen, maar systemen voor huishoudelijk gebruik zouden idealiter klein moeten zijn en weinig sensoren hebben. Als alle bewegingen worden uitgevoerd met het middelpunt van de robot, kan dit leiden tot ontevredenheid, omdat spierverzwakking wordt bevorderd en de gebruiker het gevoel heeft dat hij niet de leiding heeft over zijn eigen bewegingen. Daarom is in Toyohashi een robot ontwikkeld die de gebruiker in het midden van de beweging plaatst. Waar nodig assisteert hij door de situatie van de gebruiker te herkennen en de ontbrekende kracht toe te voegen.
Zwaartepunt
Het onderzoeksteam concentreerde zich op het zwaartepunt als sleutel tot het schatten van de toestand van de robotgebruiker. Een nauwkeurig zwaartepunt kan echter niet worden bepaald met slechts weinig sensoren. Daarom ontwikkelden de onderzoekers een techniek om het bereik te berekenen waar het zwaartepunt kan worden gevonden door het bewegingsbereik van gewrichten te beschouwen. Hierdoor kan de robot de toestand van de gebruiker inschatten en onregelmatigheden detecteren en vervolgens volgens die informatie bewegen. Dit gebeurt met behulp van een soort machine learning, support vector machine genaamd.
Volgens het onderzoeksteam kan het schatten van de toestand van mensen met behulp van mogelijke zwaartepunten worden toegepast in welzijnsrobots van verschillende vormen en toepassingen. Ze willen verduidelijken welke bewegingen robots moeten uitvoeren en hoe ze met mensen moeten communiceren om het gebruiksvriendelijker te maken voor oudere gebruikers.
Foto: screendump video Toyohashi University of Technology