As cadeiras de rodas da próxima geração podem incorporar braços robóticos controlados pelo cérebro e motores adicionais que podem ser alugados para ajudar as pessoas com deficiência a realizar tarefas diárias ou se locomover pela cidade com mais facilidade.

Professor Nicolás García-Aracil da Universidad Miguel Hernández (UMH) em Elche, Espanha, desenvolveu uma cadeira de rodas automatizada com um braço robótico exoesqueleto para usar em casa, como parte de um projeto chamado AIDE.

Ele usa inteligência artificial para extrair informações relevantes do usuário, como seu comportamento, intenções e estado emocional, e também analisa seu entorno ambiental, ele diz.

O sistema, que é baseado em um exoesqueleto de braço preso a uma cadeira de rodas robotizada, é projetado para ajudar pessoas que vivem com vários graus e formas de deficiência a realizar funções diárias, como alimentação, bebendo, e se lavar, por conta própria e em casa. Enquanto o usuário se senta na cadeira de rodas, eles usam o braço robotizado para ajudá-los a agarrar objetos e trazê-los para perto - ou como todo o sistema está conectado ao sistema de automação residencial, eles podem pedir que a cadeira de rodas se mova em uma direção específica ou entre em uma sala específica.

Suas rodas mecânicas são feitas para se mover em espaços estreitos, ideal para uso doméstico, e o sistema pode controlar o ambiente remotamente - por exemplo, ligando e desligando as luzes, usando a televisão ou fazendo e atendendo chamadas telefônicas. O que mais, pode antecipar as necessidades da pessoa.

"Podemos treinar algoritmos artificialmente inteligentes para prever o que o usuário deseja fazer, "disse o Prof. García-Aracil." Talvez o usuário esteja na cozinha e queira um drink. O sistema fornece suas opções (em um monitor) para que eles possam controlar o exoesqueleto para levantar o copo e beber. "

Sistema multimodal

A tecnologia não é simples. Bem como o braço robótico exoesqueleto preso à cadeira de rodas robótica, a cadeira tem um pequeno monitor e usa vários sensores, incluindo duas câmeras para reconhecer o ambiente, controle de voz, óculos de rastreamento ocular para reconhecer objetos, e sensores que captam a atividade cerebral, movimentos dos olhos e sinais dos músculos.

Dependendo das necessidades e deficiências de cada pessoa, os vários dispositivos são usados ​​em conformidade. Por exemplo, alguém com deficiência grave, como lesão na medula espinhal cervical, que de outra forma não seria capaz de usar o controle de voz, poderia usar a atividade cerebral e os sensores de movimento dos olhos combinados.

O usuário usa um boné na cabeça, cheio de eletrodos, para registrar a atividade do cérebro que controla o movimento da mão do exoesqueleto, explica o Prof. García-Aracil. Então, quando o usuário se vê fechando a mão em um objeto, por exemplo, o braço do exoesqueleto realmente faz isso por eles. Esta tecnologia é chamada de interação cérebro-neural-computador (BNCI), onde a atividade cerebral - assim como muscular - pode ser registrada e usada para interagir com um dispositivo eletrônico.

Mas o sistema às vezes pode cometer erros, então há um sinal de aborto, diz o Prof. García-Aracil. “Usamos o movimento horizontal do olho, então, quando você move seus olhos para a direita, você desencadeia uma ação, mas quando você move seus olhos para a esquerda você aborta essa ação, " ele explica.

O protótipo AIDE foi testado com sucesso no ano passado por 17 pessoas com deficiência, incluindo lesão cerebral adquirida (ABI), esclerose múltipla (MS), e lesão da medula espinhal (SCI), na Fundação Cedar em Belfast, Irlanda do Norte. Seu uso também foi demonstrado na UMH em Elche, com o usuário pedindo para ser levado ao refeitório, em seguida, pedindo uma bebida, e beber com a ajuda do braço exoesquelético.

Agora, mais trabalho precisa ser realizado para tornar o sistema mais fácil de usar, mais barato e pronto para o mercado, diz o Prof. García-Aracil.

Mas não são apenas as novas cadeiras de rodas de alta tecnologia que podem aumentar a funcionalidade para os usuários. Os pesquisadores do projeto FreeWheel estão desenvolvendo uma maneira de adicionar unidades motorizadas às cadeiras de rodas existentes para melhorar sua utilidade em áreas urbanas.

"Diferentes configurações têm diferentes desafios, "disse a coordenadora do projeto Ilaria Schiavi da IRIS SRL em Torino, Itália. Por exemplo, alguém com uma cadeira de rodas pode ter dificuldade em subir ou descer ladeiras sem qualquer assistência física enquanto estiver ao ar livre. Mas este sistema pode permitir que pessoas em cadeiras de rodas tenham uma experiência automatizada com cadeiras de rodas, independentemente de estarem em ambientes fechados ou ao ar livre, ela diz.

Alugável

As unidades motorizadas seriam acopladas a cadeiras de rodas manuais que as pessoas já possuem para ajudá-las a se movimentar com mais facilidade e independência, Schiavi explica. Estes podem ser alugados por curtos períodos de tempo e adaptados de acordo com a localização - um ambiente interno ou externo - ou comprados, nesse caso, seria completamente personalizado para o indivíduo.

Os pesquisadores também estão desenvolvendo um aplicativo para o usuário que incluiria serviços como o pedido de um dispositivo sob medida para conectar a cadeira de rodas e a unidade, reservando a unidade, controlando-o, e planejar uma viagem dentro de áreas urbanas para fazer compras ou passear.

"Você tem aplicativos de mobilidade que permitem reservar carros, por exemplo. Nosso aplicativo permitirá que o proprietário de uma cadeira de rodas se inscreva primeiro no serviço, que incluiria a compra de uma interface personalizada para usar entre sua própria cadeira de rodas e a unidade de motorização que reservaram, "disse Schiavi.

"Uma interface simples e personalizada permitirá que usuários de cadeiras de rodas motorizem seu dispositivo exato, como é usado por eles, a um custo razoável. "

A personalização é possível por meio de tecnologias de manufatura aditiva (AM), ela diz. As tecnologias AM constroem objetos 3-D adicionando materiais, como metal ou plástico, camada por camada.

Schiavi e seus colegas estão explorando vários usos para as unidades motorizadas e, no próximo ano, a equipe planeja testar este sistema com pessoas com mobilidade reduzida na Grécia e na Itália. Eles esperam que, uma vez desenvolvido, elas serão disponibilizadas como bicicletas urbanas em espaços públicos, como atrações turísticas ou shopping centers.