Ao adicionar tecnologia de computação e eletrônica a uma simples bengala que existe desde os tempos antigos, uma equipe de pesquisadores da Columbia Engineering transformou-o em um dispositivo robótico do século 21 que pode fornecer assistência de toque leve para caminhar até os idosos e outras pessoas com mobilidade reduzida.

Uma equipe liderada por Sunil Agrawal, professor de engenharia mecânica e de reabilitação e medicina regenerativa na Columbia Engineering, demonstrou, pela primeira vez, o benefício de usar um robô autônomo que "anda" ao lado de uma pessoa para fornecer suporte ao toque leve, tanto quanto alguém pode tocar levemente o braço ou manga de um companheiro para manter o equilíbrio enquanto caminha. Seu estudo foi publicado hoje no IEEE Robótica e Cartas de Automação .

"Muitas vezes, idosos se beneficiam de mãos leves para apoio, "explicou Agrawal, que também é membro do Data Science Institute da Columbia University. "Desenvolvemos uma bengala robótica acoplada a um robô móvel que rastreia automaticamente uma pessoa que anda e se move ao lado dela", continuou ele. "Os sujeitos caminham em um tapete equipado com sensores, enquanto o tapete registra o comprimento do passo e o ritmo da caminhada, essencialmente os parâmetros de espaço e tempo de caminhada, para que possamos analisar o andar de uma pessoa e os efeitos do toque leve nela. "

A bengala robótica de toque leve, chamado CANINE, atua como um assistente móvel semelhante a uma bengala. O dispositivo melhora a propriocepção do indivíduo, ou autoconsciência no espaço, durante a caminhada, o que, por sua vez, melhora a estabilidade e o equilíbrio.

"Esta é uma abordagem inovadora para fornecer assistência e feedback para indivíduos enquanto eles navegam em seu ambiente, "disse Joel Stein, Simon Baruch Professor de Medicina Física e Reabilitação e chefe do departamento de reabilitação e medicina regenerativa da Universidade de Columbia Irving Medical Center, que foi coautor do estudo com Agrawal. "Esta estratégia tem aplicações potenciais para uma variedade de condições, especialmente indivíduos com distúrbios da marcha. "

Para testar este novo dispositivo, a equipe equipou 12 jovens saudáveis ​​com óculos de realidade virtual que criaram um ambiente visual que sacode o usuário - de um lado para outro e para trás - para desequilibrar sua marcha. Cada um dos sujeitos deu 10 voltas no tapete instrumentado, com e sem a bengala robótica, em condições que testavam andar com essas perturbações visuais. Em todos os ambientes virtuais, ter o suporte de toque leve da bengala robótica fez com que todos os participantes estreitassem seus passos. Os passos mais estreitos, que representam uma diminuição da base de suporte e uma menor oscilação do centro de massa, indicam aumento da estabilidade da marcha devido ao contato leve.

"A próxima fase de nossa pesquisa será testar este dispositivo em indivíduos idosos e com déficits de equilíbrio e marcha para estudar como a bengala robótica pode melhorar sua marcha, "disse Agrawal, que dirige o Laboratório de Robótica e Reabilitação (ROAR). "Além disso, faremos novos experimentos com indivíduos saudáveis, onde iremos perturbar seu movimento cabeça-pescoço, além de sua visão para simular déficits vestibulares em pessoas. "

Embora as deficiências de mobilidade afetem 4% das pessoas de 18 a 49 anos, esse número sobe para 35% daqueles com idade entre 75 e 80 anos, diminuindo a auto-suficiência, independência, e qualidade de vida. De 2050, estima-se que haverá apenas cinco jovens para cada idoso, em comparação com sete ou oito hoje.

“Precisaremos de outras vias de apoio para o envelhecimento da população, "Agrawal observou." Esta é uma tecnologia que tem o potencial de preencher a lacuna no atendimento de forma razoavelmente barata. "

O estudo é intitulado, "Efeitos de um dispositivo de toque leve que segue uma pessoa durante uma caminhada no solo com perturbações visuais em um ambiente de realidade virtual."