介護シミュレーターは支援ロボット工学の研究を前進させます

介護ロボットは、障害を持つ人々とその介護者に変革をもたらしますが、この分野で取り組んでいる研究グループはほとんどありません。 コーネル大学の研究者によって開発された新しいロボット シミュレーション プラットフォームは、より多くの人々がこの分野に参入するのに役立つ可能性があります。

オープンソース プラットフォーム RCareWorld は、以下を組み合わせることにより、在宅介護シナリオの現実的なシミュレーションを提供します。運動障害を持つ人々を表す正確なアバター。 アクセシビリティのためにさまざまなレベルの変更が加えられた住宅。 そして介護ロボット。 このシミュレーターを使用すると、ユーザーは、高価なロボットや人間のボランティアを必要とせずに、新しいロボット介護シナリオを設計し、既存のロボットをプログラムして介護タスクを実行できます。

クレジット: コーネルCIS

Tapomayukh Bhattacharjee は EmPRISE ラボを運営しています。このラボでは、日常生活で運動制限のある人を支援する支援ロボットを設計しています。

コンピューター サイエンス分野の博士課程の学生である Ruolin Ye 氏は、10 月に開催された IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems でのプレゼンテーション「RCareWorld: A Human-centric Simulation World for Caregraving Robots」でこのプラットフォームを発表しました。

この論文は、在宅介護環境での自律型サービス ロボットの年次大会を主催するロボカップ フェデレーションから最優秀ロボカップ論文賞を受賞しました。

「この分野への参入には多くの障壁があります」と、このプロジェクトを率いたコーネル・アン・S・バウワーズ・カレッジ・オブ・コンピューティング・アンド・インフォメーション・サイエンスのコンピューター・サイエンスの助教授であるタポマユク・バタチャルジーは述べています。 Bhattacharjee 氏は、運動制限のある人々や他の臨床関係者とつながることの課題、人間との密接な接触を含む研究を承認するための機関審査委員会の必要性、およびロボットのコストを挙げています。

「私たちが開発している技術がいつの日かラボから実際の家庭に移行するかどうかを知るには、利害関係者 (この技術を使用する可能性のある介護者、介護者、医療専門家) からの継続的なフィードバックが必要です。」彼は言った。

Bhattacharjee は EmPRISE Lab を運営しています。EmPRISE Lab は、ロボットが食事、入浴、着替えなど、身体介護を支援するロボットを設計する数少ないラボの 1 つです。 また、社会的介護のソリューションにも取り組んでいます。 薬のリマインダーや運動の指示などの口頭でのサポート。

世界中で推定 1 億 9,000 万人が、運動能力や機能を損なう状態に陥っています。 支援ロボット工学は、介護者の負担を軽減しながら、これらの個人の自立性を高める可能性を秘めています。 しかし現在、家庭で広く利用できる介護ロボットはありません。 バタチャルジーのチームは、RCareWorld を通じて、これらのロボットの設計とプログラミングに必要な基本的なツールを提供したいと考えています。

このシミュレーターは、さまざまなレベルの脊髄損傷、脳幹脳卒中などの運動障害を持つ人々のように動き、行動する 6 つの実物に近い人間のアバターを通じて、介護シナリオを現実的にシミュレートすることを目的としているという点で、この種の最初のものです。または脳性麻痺。 各アバターは、運動障害を持つ個人から収集された臨床データに基づいて、特定の可動域と筋力を備えています。 将来のバージョンでは、研究者は表現される障害の数を拡大する予定です。

RCareWorld には、家庭環境で研究を行うために一般的に使用されるロボットも含まれています。 研究者は、独自のロボット モデルをインポートすることもできます。 シミュレーターでは、ロボット工学者はナビゲーションおよび操作アルゴリズムをテストし、ロボットのマルチモーダル センサーからのデータにアクセスできます。 また、仮想現実インターフェイスを使用してシミュレーターに入り、ロボットと人間のアバターの両方を制御することもできます。

ロボットとアバターは、200 以上の部屋がある 16 の異なる家で対話できます。 住宅には、階段昇降機、病院用ベッド、患者リフト用スリングなどの補助器具を備えた、無改造から障害者向けの完全なバリアフリー住宅まで、アクセシビリティのための 3 つのレベルの改造があります。

「私たちは、身体的介護や社会的介護のシナリオでの行動を考え出すために必要なさまざまなツールを人々に提供しています」とバタチャルジーは言いました。

シミュレーターで学習したアルゴリズムを使用して、1 台のロボットが現実世界のスポンジ入浴シナリオを成功裏に実行しました。 別のコーチングされたボランティアは、バーチャル リアリティ ヘッドセットと手袋を着用して、運動ルーチンを実行しました。

RCareWorld の最初のバージョンは、2023 年初頭から無料で利用できるようになります。 Bhattacharjee 氏は、すでに同僚から関心を持っていると述べた。

この論文の共著者には、コンピューター サイエンスと Vy Nguyen ’23 の分野の博士課程の学生である Rajat Kumar Jenamani と、上海交通大学の Wenqiang Xu、Haoyuan Fu、Cewu Lu、およびコロンビア大学の Katherine Dimitropoulou が含まれます。

Patricia Waldron は、Cornell Ann S. Bowers College of Computing and Information Science のライターです。

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *