机器人拐杖显示器能提高行走稳定性

纽约，纽约-2019年8月6日-通过向自古以来就存在的简单手杖添加电子和计算技术，哥伦比亚工程公司的一组研究人员将它们变成了21世纪的机器人设备，可以提供光-帮助老年人和其他行动不便的人行走。

哥伦比亚工程公司机械工程和康复与再生医学教授苏尼尔阿格拉瓦尔(Sunil Agrawal)领导的团队首次展示了使用自动机器人“沿着人走”提供轻触摸支持的好处，就像人们轻轻触摸同伴的手臂或袖子以保持行走平衡一样。他们的研究发表在今天的IEEE机器人和自动化快报上。

“通常，老年人可以从轻轻握手中受益，”Agrawal解释道，他也是哥伦比亚大学数据科学研究所的成员。“我们开发了一种机器人手杖，它与移动机器人相连，可以自动跟踪行走的人并一起移动，”他继续说道。“受试者在覆盖着传感器的垫子上行走，垫子记录的是步长和行走节奏，基本上是行走的空间和时间参数，这样我们就可以分析一个人的步态和轻触的效果。”

这款名为犬的轻触机器人手杖可以作为类似手杖的移动助手。该装置提高了个体在行走过程中的本体感觉或空间自我意识，从而提高了稳定性和平衡性。

“这是一种向个人提供帮助和反馈的新方法，因为他们可以在环境中导航，”物理医学和康复教授西蒙巴鲁克和哥伦比亚大学欧文医学中心康复和再生医学系主任乔尔斯坦说。与Agrawal共同撰写了这项研究。"这种策略可能适用于各种疾病，尤其是步态障碍患者."

为了测试这种新设备，该团队为12名健康的年轻人配备了虚拟现实眼镜，创造了一个视觉环境，让用户左右摇晃——无论是左右还是前后——都会使他们的行走步态失去平衡。在测试行走视觉障碍的条件下，每个受试者在有和没有机器人手杖的情况下，在仪器垫上行走10次。在所有的虚拟环境中，机器人手杖的轻触支持使得所有的主体都缩短了步幅。步幅越窄，说明支撑基数减小，质心摆动越小，说明由于轻触，步态稳定性增加。

机器人与康复(ROAR)实验室负责人阿格拉瓦尔(Agrawal)说：“我们下一阶段的研究将是测试老年人和那些平衡和步态缺陷的人，从而研究机器人手杖如何改善他们的步态。”“此外，我们将对健康个体进行新的实验。除了他们的视力，我们还会干扰他们的头颈部运动来模拟人的前庭缺陷。”

虽然18岁至49岁的人群中有4%的人患有行动障碍，但在75岁至80岁的人群中，这一数字上升到35%，自给自足，独立和生活质量下降。到2050年，估计每个老人只有五个年轻人，而今天有七八个。

“我们将需要其他渠道来支持老龄化人口，”阿格拉瓦尔指出。“这是一项有潜力以相当低廉的方式填补护理空白的技术。”

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