Робот-перчатка поможет заново научиться музыке после инсульта

Исследователи разработали прототип мягкого экзоскелета в виде роботизированной перчатки. Изобретение обеспечивает обратную связь, когда необходимо вернуть ловкость рук и координацию, например, после перенесённого инсульта. В ходе опытов сосредоточились на пациентах, которым необходимо заново научиться играть на пианино — это стало доказательством эффективности концепции. Но перчатку можно легко адаптировать для повторного обучения другим повседневным задачам.


Исследования показали, что после инсульта, помимо физиотерапии, игра на музыкальном инструменте поможет восстановить речь и двигательные функции. Но для ранее обученных музыке и затем перенёсших инсульт игра на инструменте сама по себе может быть навыком, который приходится осваивать заново.


— Маохуа Лин, профессор из Атлантического университета Флориды.

Лин и его коллеги разработали и протестировали умный экзоскелет для кисти руки в форме многослойной гибкой робо-перчатки. Она изготовлена методом 3D-печати и весит всего 191 грамм. Вся область ладони и запястья у перчатки — мягкие и гибкие. Устройство можно изготовить на заказ с учётом анатомии каждого пользователя.

Мягкие пневматические приводы на кончиках пальцев придают пальцам подвижность и силу, имитируя естественную, точно отлаженную работу рук. На каждом кончике пальца также есть набор из 16 гибких датчиков, или «такселей», которые подают тактильные ощущения руке пациента при взаимодействии с предметами или поверхностями. Производство перчатки простое, поскольку все приводы и датчики устанавливаются заодно при процессе формования.

Эрик Энгеберг, профессор Атлантического университета Флориды рассказал, что, надев перчатку, пользователи начинают контролировать движение каждого пальца. Перчатка облегчает и усиливает естественные движения руки, позволяя контролировать сгибание и разгибание.

Авторы изобретения использовали машинное обучение, чтобы перчатка понимала разницу между правильным и неправильным исполнением песни новичка на фортепиано. Перчатка способна работать автономно, без участия человека, с помощью заранее запрограммированных движений. Чтобы сыграть разученную песню «У Мэри был ягнёнок», устройство пустило в ход четыре пальца. При этом учёные обнаружили, что перчатка может отличать правильную игру на фортепиано от неправильной.

Маохуа Лин добавил, что изобретение можно адаптировать под другие задачи, помимо воспроизведения музыки. Например, можно научить манипулировать объектами с помощью компьютерной томографии, чтобы обеспечить индивидуальную посадку и функциональность для каждого пользователя.