Robotik kann Patienten bei der Wiederherstellung der körperlichen Funktion in der Rehabilitation helfen. BSIP / Universal Images Group über Getty Images
Roboter sind Maschinen, die die Umgebung wahrnehmen und diese Informationen verwenden können, um eine Aktion auszuführen. Sie sind heute fast überall in den Industriegesellschaften zu finden. Es gibt Haushaltsroboter, die Böden saugen und Lagerroboter die Waren verpacken und versenden. Laborroboter Testen Sie Hunderte von klinischen Proben pro Tag. Bildungsroboter Unterstützung von Lehrern, indem sie als Einzeltutoren, Assistenten und Diskussionsleiter fungieren. Und medizinische Robotik bestehend aus Prothesen kann es jemandem ermöglichen, Gegenstände mit seinen Gedanken zu greifen und aufzunehmen.
Herauszufinden, wie Menschen und Roboter zusammenarbeiten können, um Aufgaben effektiv gemeinsam auszuführen, ist ein schnell wachsendes Interessengebiet für Wissenschaftler und Ingenieure, die Roboter entwickeln, sowie für die Menschen, die sie verwenden werden. Für eine erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter ist Kommunikation der Schlüssel.
Wie Menschen mit Robotern kommunizieren
Roboter wurden ursprünglich dafür entwickelt übernehmen sich wiederholende und alltägliche Aufgaben und operieren ausschließlich in reinen Roboterzonen wie Fabriken. Roboter haben sich seitdem weiterentwickelt, um mit Menschen zusammenzuarbeiten und neue Wege zu finden, miteinander zu kommunizieren.
Kooperative Kontrolle ist eine Möglichkeit, Informationen und Nachrichten zwischen einem Roboter und einer Person zu übertragen. Es beinhaltet die Kombination menschlicher Fähigkeiten und Entscheidungsfindung mit der Geschwindigkeit, Genauigkeit und Stärke von Robotern, um eine Aufgabe zu erfüllen.
Beispielsweise Roboter in der Landwirtschaft kann Landwirten helfen, Pflanzen zu überwachen und zu ernten. Ein Mensch kann ein halbautonomes Sprühgerät für Weinberge über eine Benutzeroberfläche steuern, anstatt seine Pflanzen manuell zu besprühen oder das gesamte Feld breit zu besprühen und einen übermäßigen Einsatz von Pestiziden zu riskieren.
Roboter können das auch Patienten in der Physiotherapie unterstützen. Patienten, die einen Schlaganfall oder eine Rückenmarksverletzung erlitten haben, können Roboter verwenden, um das Greifen der Hände und das unterstützte Gehen während der Rehabilitation zu üben.
Eine andere Form der Kommunikation, Wahrnehmung emotionaler Intelligenz, beinhaltet die Entwicklung von Robotern, die ihr Verhalten basierend auf sozialen Interaktionen mit Menschen anpassen. Bei diesem Ansatz erkennt der Roboter die Emotionen einer Person, wenn sie an einer Aufgabe mitarbeitet, bewertet ihre Zufriedenheit und modifiziert und verbessert dann ihre Ausführung basierend auf diesem Feedback.
Wenn der Roboter beispielsweise feststellt, dass ein Physiotherapiepatient mit einer bestimmten Rehabilitationsaktivität unzufrieden ist, könnte er den Patienten zu einer alternativen Aktivität verweisen. Gesichtsausdruck und die Fähigkeit zur Erkennung von Körpergesten sind wichtige Entwurfsüberlegungen für diesen Ansatz. Jüngste Fortschritte im maschinellen Lernen kann Robotern helfen, emotionale Körpersprache zu entschlüsseln und besser mit Menschen zu interagieren und sie wahrzunehmen.
Roboter in der Reha
Fragen, wie sich Roboterglieder natürlicher anfühlen und komplexere Funktionen wie das Tippen und Spielen von Musikinstrumenten ausführen können, müssen noch beantwortet werden.
Ich bin eine Elektroingenieur der untersucht, wie das Gehirn andere Körperteile steuert und mit ihnen kommuniziert, und mein Labor untersucht insbesondere, wie die Einnahme von Medikamenten und Pflege Signale untereinander koordinieren. Unser Ziel ist es, Technologien wie Prothesen und Wearables zu entwickeln robotische Exoskelettgeräte das könnte helfen, die Funktion von Personen mit Schlaganfall, Rückenmark und traumatischen Hirnverletzungen zu verbessern.
Ein Ansatz ist durch Gehirn-Computer-Schnittstellen, die Gehirnsignale verwenden, um zwischen Robotern und Menschen zu kommunizieren. Durch den Zugriff auf die Gehirnsignale einer Person und die Bereitstellung gezielter Rückmeldungen kann diese Technologie die Erholungszeit potenziell verbessern Schlaganfallrehabilitation. Gehirn-Computer-Schnittstellen können ebenfalls helfen einige Kommunikationsfähigkeiten wiederherstellen und physische Manipulation der Umwelt für Patienten mit motorischen Neuronenerkrankungen.
Gehirn-Computer-Schnittstellen könnten querschnittsgelähmten Patienten ermöglichen, ihren Rollstuhl allein durch Gedanken zu steuern. Rolf Vennenbernd/Picture Alliance über Getty Images
Die Zukunft der Mensch-Roboter-Interaktion
Eine effektive Integration von Robotern in das menschliche Leben erfordert ein ausgewogenes Verantwortungsverhältnis zwischen Menschen und Robotern und die Zuweisung klarer Rollen für beide in unterschiedlichen Umgebungen.
Da Roboter zunehmend Hand in Hand mit Menschen arbeiten, sind die damit verbundenen ethischen Fragen und Herausforderungen nicht zu übersehen. Bedenken rund um Datenschutz, Vorurteile und Diskriminierung, Sicherheitsrisiken und Robotermoral müssen ernsthaft untersucht werden, um eine komfortablere, sicherere und vertrauenswürdigere Welt mit Robotern für alle zu schaffen. Wissenschaftler und Ingenieure studieren die „dunkle Seite“ der Mensch-Roboter-Interaktion entwickeln Richtlinien, um negative Folgen zu erkennen und zu verhindern.
Die Mensch-Roboter-Interaktion hat das Potenzial, jeden Aspekt des täglichen Lebens zu beeinflussen. Es liegt in der gemeinsamen Verantwortung sowohl der Designer als auch der Benutzer, ein Mensch-Roboter-Ökosystem zu schaffen, das sicher und für alle zufriedenstellend ist.
Über den Autor
Ramana Vinjamuri, Assistenzprofessor für Informatik und Elektrotechnik, Universität von Maryland, Baltimore Grafschaft
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