Robotyka może pomóc pacjentom odzyskać sprawność fizyczną podczas rehabilitacji. BSIP / Universal Images Group za pośrednictwem Getty Images

roboty to maszyny, które potrafią wyczuwać otoczenie i wykorzystywać te informacje do wykonywania działań. We współczesnych społeczeństwach uprzemysłowionych można je znaleźć niemal wszędzie. Istnieją roboty domowe, które odkurzają podłogi i roboty magazynowe które pakują i wysyłają towary. Roboty laboratoryjne testować setki próbek klinicznych dziennie. roboty edukacyjne wspierają nauczycieli, pełniąc rolę indywidualnych korepetytorów, asystentów i moderatorów dyskusji. I robotyka medyczna złożony z protez kończyn może umożliwiać chwytanie i podnoszenie przedmiotów za pomocą myśli.

Ustalenie, w jaki sposób ludzie i roboty mogą współpracować, aby skutecznie wykonywać razem zadania, jest szybko rozwijającym się obszarem zainteresowania naukowców i inżynierów, którzy projektują roboty, a także ludzi, którzy będą ich używać. Kluczem do udanej współpracy między ludźmi a robotami jest komunikacja.

Jak ludzie komunikują się z robotami

Roboty zostały pierwotnie zaprojektowane do wykonywać powtarzalne i przyziemne zadania i działać wyłącznie w strefach tylko dla robotów, takich jak fabryki. Od tego czasu roboty rozwinęły się we współpracy z ludźmi, oferując nowe sposoby komunikowania się między sobą.

Kontrola kooperacyjna to jeden ze sposobów przesyłania informacji i komunikatów między robotem a człowiekiem. Polega na łączeniu ludzkich zdolności i podejmowania decyzji z szybkością, dokładnością i siłą robota, aby wykonać zadanie.

Na przykład roboty w przemysł rolny może pomóc rolnikom monitorować i zbierać plony. Człowiek może sterować półautonomicznym opryskiwaczem do winnic za pomocą interfejsu użytkownika, w przeciwieństwie do ręcznego opryskiwania swoich upraw lub szerokiego opryskiwania całego pola i ryzykowania nadużywania pestycydów.

Roboty też mogą wspierać pacjentów w fizjoterapii. Pacjenci po udarze lub urazie rdzenia kręgowego mogą używać robotów do ćwiczenia chwytania za ręce i wspomagania chodzenia podczas rehabilitacji.

Inna forma komunikacji, postrzeganie inteligencji emocjonalnej, polega na opracowaniu robotów, które dostosowują swoje zachowania w oparciu o interakcje społeczne z ludźmi. W tym podejściu robot wykrywa emocje osoby współpracującej nad zadaniem, ocenia jej satysfakcję, a następnie modyfikuje i usprawnia wykonanie na podstawie tej informacji zwrotnej.

Na przykład, jeśli robot wykryje, że pacjent fizjoterapeutyczny jest niezadowolony z określonej czynności rehabilitacyjnej, może skierować pacjenta do alternatywnej aktywności. Wyraz twarzy i zdolność rozpoznawania gestów ciała są ważnymi zagadnieniami projektowymi dla tego podejścia. Najnowsze postępy w uczeniu maszynowym może pomóc robotom rozszyfrować emocjonalną mowę ciała i lepiej wchodzić w interakcje z ludźmi i postrzegać je.

Roboty w rehabilitacji

Pytania, jak sprawić, by kończyny robotów były bardziej naturalne i zdolne do wykonywania bardziej złożonych funkcji, takich jak pisanie na klawiaturze i granie na instrumentach muzycznych, nie zostały jeszcze rozwiązane.

jestem inżynier elektryczny który bada, w jaki sposób mózg kontroluje i komunikuje się z innymi częściami ciała, oraz moje laboratorium bada w szczególności, w jaki sposób mózg i ręka koordynować sygnały między sobą. Naszym celem jest projektowanie technologii takich jak protetyka i urządzenia do noszenia zrobotyzowane egzoszkielety które mogą pomóc poprawić funkcjonowanie osób po udarze, rdzeniu kręgowym i urazach mózgu.

Jedno podejście jest zakończone interfejsy mózg-komputer, które wykorzystują sygnały mózgowe do komunikacji między robotami a ludźmi. Uzyskując dostęp do sygnałów mózgowych danej osoby i dostarczając ukierunkowanych informacji zwrotnych, technologia ta może potencjalnie skrócić czas regeneracji rehabilitacja poudarowa. Pomocne mogą być również interfejsy mózg-komputer przywrócić niektóre zdolności komunikacyjne i fizyczna manipulacja środowiskiem dla pacjentów z zaburzeniami neuronu ruchowego.

Interfejsy mózg-komputer mogłyby pozwolić pacjentom z porażeniem kończyn dolnych na sterowanie wózkiem wyłącznie za pomocą myśli. Rolf Vennenbernd/sojusz zdjęciowy za pośrednictwem Getty Images

Przyszłość interakcji człowiek-robot

Skuteczna integracja robotów z ludzkim życiem wymaga zrównoważenia odpowiedzialności między ludźmi i robotami oraz wyznaczenia jasnych ról dla obu w różnych środowiskach.

Ponieważ roboty coraz częściej pracują ramię w ramię z ludźmi, nie można ignorować kwestii etycznych i wyzwań, jakie stwarzają. Obawy wokół prywatność, uprzedzenia i dyskryminacja, zagrożenia bezpieczeństwa i moralność robota należy poważnie zbadać, aby stworzyć bardziej komfortowy, bezpieczniejszy i godny zaufania świat z robotami dla wszystkich. Naukowcy i inżynierowie badający „ciemna strona” interakcji człowiek-robot opracowują wytyczne w celu identyfikacji i zapobiegania negatywnym skutkom.

Interakcja człowiek-robot może potencjalnie wpłynąć na każdy aspekt codziennego życia. Stworzenie ekosystemu człowiek-robot, który jest bezpieczny i satysfakcjonujący dla wszystkich, jest zbiorową odpowiedzialnością zarówno projektantów, jak i użytkowników.

O autorze

Ramana Vinjamuri, Adiunkt Informatyki i Elektrotechniki, University of Maryland, hrabstwo Baltimore

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.