Zastosowania automatyki i robotyki w wózkach dla niepełnosprawnych i egzoszkieletach medycznych

pol Article in Polish DOI:

send Emilia Mikołajewska *, Dariusz Mikołajewski ** * 10 Wojskowy Szpital Kliniczny z Polikliniką SP ZOZ w Bydgoszczy ** Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet M. Kopernika w Toruniu

Download Article

Streszczenie

Ciągły wzrost liczby osób niepełnosprawnych, w podeszłym wieku oraz ciężko chorych powoduje zwiększenie zapotrzebowania na różne rodzaje urządzeń wspomagających. Sprzyja to automatyzacji i robotyzacji oraz integracji ze środowiskiem wspomagającym osoby niepełnosprawne. Rozwiązania prezentowane w artykule służą wsparciu pacjenta i zapewnieniu mu samodzielności. Szeroki wachlarz dostępnych możliwości powoduje, że kluczowy jest ich fachowy dobór i regulacja. Nawet najlepsze rozwiązanie, lecz źle dobrane lub wyregulowane, może zniechęcić użytkownika, i zamiast pomagać - będzie stanowiło kolejne ograniczenie.

Słowa kluczowe

automatyka, osoby niepełnosprawne, rehabilitacja, robotyka

Applications of automatics and robotics in wheelchairs and medical exoskeletons

Abstract

Continuous increase of amount of disabled, severe ill and older people causes growth of demands for various kinds of assistive devices. It is conducive to their automation and robotization and, what more, integration into wider environments designed to support disabled people. Presented solutions serve as supporting and increasing independency of disabled people. Broad offer of possibilities makes necessary providing their professional selection and adjustment. Even the best solution, but unsuitable or improperly adjusted can cause dislike of the users and be their another limitation.

Keywords

automatics, disabled people, rehabilitation, robotics

Bibliography

  1. Mikołajewska E., Mikołajewski D.: Wheelchair development from the perspective of physical therapists and biomedical engineers. Adv Clin Exp Med. 2010; 19, 6: 771 776.
  2. Mikołajewska E., Mikołajewski D.: E-learning in the education of people with disabilities. Adv Clin Exp Med. 2011; 20, 1: 103-109.
  3. Mikołajewska E.: Osoba ciężko chora lub niepełnosprawna w domu. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008, s. 29-35, 74-76, 83-89.
  4. Mikołajewska E.: Neurorehabilitacja. Zaopatrzenie ortopedyczne. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2009, s. 74-76, 83-89.
  5. Mikołajewska E., Mikołajewski D.: Automatyzacja wózków dla niepełnosprawnych. Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, 2010, 1: 13-14.
  6. Mikołajewska E., Mikołajewski D.: Roboty rehabilitacyjne i pielęgnacyjne. Mag. Piel. Położ., 2009, 12: 42.
  7. Dindorf R.: Rozwój i zastosowanie manipulatorów i robotów rehabilitacyjnych. Pomiary Automatyka Robotyka, 4/2004, 5-9.
  8. Cortes U., Annicchiarico R., Vasquez-Salceda J. i in.: Assistive technologies for the disabled and for the new generation of senior citizens: the e-Tools architecture. AI Communications, 2003, 16: 193-207.
  9. Edge M., Taylor B., Dewsbury G. i in.: The potential of “smart Home” systems in meeting the care needs of older persons and people with disabilities. Senior’s Housing Update, 2000, 8: 6-7.
  10. Panek P., Zagler W. L., Beck C. i in.: Smart home applications for disabled persons - experiences and perspectives. EIB Event 2001 - Proceedings, 2001, 71-80.
  11. Kim Y., Kwang-Yen P., Kap-Ho S.: A report on questionnaire for developing Intelligent Sweet Home for the disabled and the elderly in Korean living conditions. Proceedings of the ICORR. 2003, 171-174.
  12. Mikołajewska E., Mikołajewski D.: Telemedycyna. Magazyn Pielęgniarki i Położnej, 2007, 7-8: 32.
  13. Węgrzyn-Bąk M., Mataczyński K., Marczewski K.: Telemedycyna i jej perspektywy w rehabilitacji społeczności wiejskich. Fizjoterapia Polska, 2005, 3.
  14. Mikołajewska E., Mikołajewski D.: Telerehabilitacja. Rehabilitacja w Praktyce, 2011, 1: 64-67.
  15. Fezari M., Mokhtar B., Bousbia-Salah M. i in.: Design of a voice control for a disabled person wheelchair. Animal Journal of Information Technology, 2005, 4(10): 940-944.
  16. Jones D., Wolf F., Gibson E. i in.: Measuring the readability of automatic speech-to-text transcripts. Proc. Eurospeech, 2003, 1585-1588.
  17. Singh R.: The Sphinx Speech Recognition Systems. W: Bainbridge W. (red.) Encyclopedia of human computer interaction. Berkshire Publishing Group, 2004.
  18. Kouroupetroglou G., Mitsopoulos E.: Speech-enabled e-Commerce for disabled and elderly persons. The Proceedings of COST 219 Seminar „Speech and hearing technology”, 2000, 72-92.
  19. Begel A.: Programming By Voice: A domain-specific application of speech recognition. Conference on human factors in computing systems. CHI ‘06 extended abstracts on Human factors in computing systems. 2006, 239-242.
  20. Birbaumer N., Cohen L. G.: Brain-computer interfaces: communication and restoration of movement in paralysis. J Physiol., 2007, 579 (3): 621-36.
  21. Brown-Triolo D. L., Roach M. J., Nelson K. i wsp.: Consumer perspectives on mobility: implications for neuroprosthesis design. J. Rehabil. Res. Dev., 2002, 39(6): 659-69.
  22. Wolpaw J. R.: Brain-computer interfaces as new brain output pathways. J. Physiol. 2007, 579 (3): 613-.
  23. Wolpaw J. R., Birbaumer N., McFarland D. J.: Braincomputer interfaces for communication and control. Clin. Neurophysiol., 2002,113 (6):767-91.
  24. Fabiani G. E., McFarland D. ,T., Wolpaw J. R. i wsp.: Conversion of EEG activity into cursor movement by a brain-computer interface (BCI). IEEE Trans Neural Syst. Rehabil. Eng., 2004, 12(3): 331-8.
  25. Kübler A., Neumann N.: Brain-computer interfaces - the key for the conscious brain locked into a paralyzed body. Prog. Brain. Res., 2005, 150: 513 -25.
  26. Donoghue J. P., Hochberg L. R., Nurmikko A. V.: Neuromotor prosthesis development. Med Health R. I., 2007. 90(1):12-5.
  27. Birbaumer N.: Breaking the silence: brain-computer interfaces (BCI) for communication and motor control. Psychophysiology, 2006, 43(6): 517-32.
  28. Mikołajewski D. Mikołajewska E.: Roboty rehabilitacyjne. Rehabilitacja w Praktyce, 2010, 4: 49-53.
  29. Mikołajewska E.: Egzoszkielet HAL 5. Mag. Piel. 2007, 5: 42.
  30. Ferris D. P.: The exoskeletons are here. J Neuroeng Rehabil., 2009, 6: 17.
  31. Herr H.: Exoskeletons and orthoses: classification, design challenges and future directions. J Neuroeng Rehabil., 2009, 6:21.
  32. Ball S. J., Brown I. E., Scott S. H.: A planar 3DOF robotic exoskeleton for rehabilitation and assessment. Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc., 2007, 4024-7.
  33. Rocon E., Belda-Lois J. M., Ruiz A. F. i wsp.: Design and validation of a rehabilitation robotic exoskeleton for tremor assessment and suppression. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng., 2007, 15(3): 367-78.
  34. Ferris D. P., Lewis C. L.: Robotic lower limb exoskeletons using proportional myoelectric control. Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc., 2009, 2119-24.
  35. Sawicki G. S., Ferris D. P.: Mechanics and energetics of level walking with powered ankle exoskeletons. J Exp Biol., 2008, 211:1402-13.
  36. Ferris D. P., Sawicki G. S., Daley M. A.: A physiologist’s perspective on robotic exoskeletons for human locomotion. Int J. HR., 2007, 4(3): 507-528.
  37. Carrozza M. C., Pak N. N., Cattin E. i in.: On the design of an exoskeleton for neurorehabilitation: design rules and preliminary prototype. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc., 2004, 7: 4807-10.
  38. Andreasen D. S., Aviles A. A., Allen S. K. i in.: Exoskeleton for forearm pronation and supination rehabilitation. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc., 2004, 4: 2714-7.
  39. Fleischer C., Wege A., Kondak K. i in.: Application of EMG signals for controlling exoskeleton robots. Biomed Tech (Berl)., 2006, 51(5-6): 314-9.
  40. Gordon K. E., Ferris D. P.: Learning to walk with a robotic ankle exoskeleton. J Biomech., 2007, 40(12): 2636-44.
  41. Schmidt H., Hesse S., Bernhardt R.: Safety concept for robotic gait trainers. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc., 2004. 4: 2703-6.