Le sedie a rotelle di prossima generazione potrebbero incorporare bracci robotici controllati dal cervello e motori aggiuntivi a noleggio per aiutare le persone con disabilità a svolgere più facilmente le attività quotidiane o a spostarsi in città.

Professor Nicolás García-Aracil dell'Universidad Miguel Hernández (UMH) di Elche, Spagna, ha sviluppato una sedia a rotelle automatizzata con un braccio robotico esoscheletrico da utilizzare a casa, nell'ambito di un progetto chiamato AIDE.

Utilizza l'intelligenza artificiale per estrarre informazioni rilevanti dall'utente, come il loro comportamento, intenzioni e stato emotivo, e analizza anche l'ambiente circostante, lui dice.

Il sistema, che si basa su un esoscheletro del braccio attaccato a una sedia a rotelle robotizzata, è progettato per aiutare le persone che vivono con vari gradi e forme di disabilità a svolgere funzioni quotidiane come mangiare, potabile, e lavare i piatti, da soli e a casa. Mentre l'utente è seduto sulla sedia a rotelle, indossano il braccio robotizzato per aiutarli ad afferrare gli oggetti e ad avvicinarli, oppure poiché l'intero sistema è collegato al sistema domotico, possono chiedere alla carrozzina di muoversi in una direzione specifica o di entrare in una determinata stanza.

Le sue ruote meccaniche sono fatte per muoversi in spazi ristretti, ideale per uso domestico, e il sistema può controllare l'ambiente da remoto, ad esempio accendere e spegnere le luci, utilizzando la televisione o facendo e rispondendo a telefonate. Cosa c'è di più, può anticipare i bisogni della persona.

"Possiamo addestrare algoritmi artificialmente intelligenti per prevedere cosa vuole fare l'utente, " ha detto il prof. García-Aracil. "Forse l'utente è in cucina e vuole un drink. Il sistema fornisce le loro opzioni (su un monitor) in modo che possano controllare l'esoscheletro per sollevare il bicchiere e bere".

Sistema multimodale

La tecnologia non è semplice. Oltre al braccio robotico esoscheletrico attaccato alla sedia a rotelle robotica, la sedia ha un piccolo monitor e utilizza vari sensori, comprese due telecamere per riconoscere l'ambiente, controllo vocale, occhiali eye-tracking per riconoscere gli oggetti, e sensori che catturano l'attività cerebrale, movimenti oculari e segnali dai muscoli.

A seconda delle esigenze e delle disabilità di ogni persona, i dispositivi multipli vengono utilizzati di conseguenza. Per esempio, qualcuno con una disabilità grave come una lesione del midollo spinale cervicale, che altrimenti non sarebbe in grado di utilizzare il controllo vocale, potrebbe utilizzare l'attività cerebrale e i sensori di movimento degli occhi combinati.

L'utente indossa un berretto in testa, pieno di elettrodi, per registrare l'attività del cervello che controlla il movimento della mano dell'esoscheletro, spiega il prof. García-Aracil. Quindi, quando l'utente si vede chiudere la mano su un oggetto, ad esempio, il braccio dell'esoscheletro in realtà lo fa per loro. Questa tecnologia è chiamata interazione cervello-neurale-computer (BNCI), dove l'attività cerebrale, così come quella muscolare, può essere registrata e utilizzata per interagire con un dispositivo elettronico.

Ma il sistema a volte può commettere errori, quindi c'è un segnale di interruzione, dice il prof. García-Aracil. "Usiamo il movimento orizzontale dell'occhio, quindi quando muovi gli occhi a destra inneschi un'azione, ma quando muovi gli occhi a sinistra interrompi quell'azione, " lui spiega.

Il prototipo AIDE è stato testato con successo lo scorso anno da 17 persone con disabilità tra cui lesioni cerebrali acquisite (ABI), sclerosi multipla (SM), e lesione del midollo spinale (LM), alla Cedar Foundation di Belfast, Irlanda del Nord. Il suo utilizzo è stato dimostrato anche all'UMH di Elche, con l'utente che chiede di essere portato in mensa, poi chiedendo da bere, e bevendolo con l'aiuto del braccio esoscheletrico.

Ora è necessario lavorare di più per rendere il sistema più facile da usare, più economico e pronto per il mercato, dice il prof. García-Aracil.

Ma non sono solo le nuove sedie a rotelle ad alta tecnologia che possono aumentare la funzionalità per gli utenti. I ricercatori del progetto FreeWheel stanno sviluppando un modo per aggiungere unità motorizzate alle sedie a rotelle esistenti per migliorarne l'utilità nelle aree urbane.

"Ambienti diversi hanno sfide diverse, " ha affermato la coordinatrice del progetto Ilaria Schiavi presso IRIS SRL di Torino, Italia. Per esempio, qualcuno con una sedia a rotelle può avere difficoltà ad andare in salita o in discesa senza alcuna assistenza fisica mentre è all'aperto. Ma questo sistema potrebbe consentire alle persone che utilizzano le sedie a rotelle di avere un'esperienza di sedia a rotelle automatizzata indipendentemente dal fatto che siano al chiuso o all'aperto, lei dice.

Affittabile

Le unità motorizzate si attaccano alle sedie a rotelle manuali che le persone già hanno per aiutarle a muoversi più facilmente e in modo indipendente, Schiavi spiega. Questi possono essere affittati per brevi periodi e personalizzati in base alla posizione, un ambiente interno o esterno, o acquistati, in tal caso sarebbe completamente personalizzato per l'individuo.

I ricercatori stanno anche sviluppando un'app per l'utente che includerebbe servizi come ordinare un dispositivo su misura per collegare la sedia a rotelle e l'unità, prenotazione dell'unità, controllandolo, e pianificare un viaggio all'interno delle aree urbane per fare shopping o visitare la città.

"Hai app per la mobilità che ti consentono di prenotare auto, Per esempio. La nostra app consentirà al proprietario di una sedia a rotelle di abbonarsi innanzitutto al servizio, che includerebbe l'acquisto di un'interfaccia personalizzata da utilizzare tra la propria sedia a rotelle e l'unità motore che hanno prenotato, " disse Schiavi.

"Una semplice interfaccia personalizzata consentirà agli utenti su sedia a rotelle di motorizzare il proprio dispositivo esatto, come è usato da loro, a un costo ragionevole».

La personalizzazione è resa possibile dalle tecnologie di produzione additiva (AM), lei dice. Le tecnologie AM costruiscono oggetti 3D aggiungendo materiali, come metallo o plastica, strato per strato.

Schiavi e i suoi colleghi stanno esplorando vari usi per le unità motorizzate e il prossimo anno, il team prevede di testare questo sistema con persone con mobilità ridotta sia in Grecia che in Italia. sperano che, una volta sviluppato, saranno messe a disposizione come biciclette da città in spazi pubblici come attrazioni turistiche o centri commerciali.