通過將電子學和計算技術添加到自古以來就已經存在的簡單手杖中，哥倫比亞工程公司的一組研究人員將其轉變為21世紀的機器人設備，可以為老年人和其他有障礙的人提供輕觸式輔助移動性。

由哥倫比亞工程公司機械工程和康復與再生醫學教授Sunil Agrawal領導的團隊首次證明了使用自動機器人“沿著人”行走以提供輕觸支撐的好處，就像人們輕輕觸摸同伴的手臂或袖子以保持行走平衡一樣。他們的研究今天發表在IEEE機器人和自動化快報上。

“通常情況下，老年人可以從輕手握手中獲益，”同時也是哥倫比亞大學數據科學研究所成員的阿格拉瓦爾解釋道。“我們開發了一種機器人手杖，它連接到一個移動機器人上，可以自動跟蹤行走的人并且一起移動”他繼續道。“受試者在鋪有傳感器的墊子上行走，而墊子記錄步長和步行節奏，基本上是行走的空間和時間參數，這樣我們就可以分析一個人的步態和輕觸的效果。”

這款名為CANINE的輕觸式機器人手杖可作為手杖般的手機助手。該裝置在行走期間改善了個體的本體感受或空間自我意識，從而提高了穩定性和平衡性。

通過將電子學和計算技術添加到自古以來一直存在的簡單手杖中，哥倫比亞工程研究人員將其轉變為21世紀的機器人設備，可以為老年人和行動不便的其他人提供輕觸式輔助。自動機器人與人一起“行走”以提供輕觸式支撐，就像人們輕輕觸摸同伴的手臂或袖子以保持行走時的平衡一樣。圖片來源：Jane Nisselson /哥倫比亞工程公司

“這是一種為個人提供幫助和反饋的新方法，因為他們可以在環境中進行導航，”物理醫學與康復教授Simon Baruch和哥倫比亞大學歐文醫學中心康復與再生醫學系主任Joel Stein說。與Agrawal共同撰寫了這項研究。“這種策略可能適用于各種疾病，特別是有步態障礙的人。”

為了測試這款新設備，該團隊為12名健康的年輕人配備了虛擬現實眼鏡，創造了一個視覺環境，讓用戶左右搖擺，向前和向后搖晃，以平衡他們的步態。在測試行走這些視覺擾動的條件下，每個受試者在帶有和沒有機器人手杖的儀表墊上行走10圈。在所有虛擬環境中，擁有機器人手杖的輕觸支撐使得所有受試者縮小其步幅。較窄的步幅表示支撐基部的減小和質心的較小振蕩，表明由于輕觸接觸導致的步態穩定性增加。

“我們研究的下一階段將是對老年人以及那些有平衡和步態不足的人進行測試，以研究機器人手杖如何改善他們的步態，”機器人與康復（ROAR）實驗室負責人Agrawal說。“此外，我們將與健康的個體進行新的實驗，除了他們的視力外，我們還會擾亂他們的頭頸運動以模擬人的前庭缺陷。”

雖然行動障礙影響4%的18至49歲人群，但這一數字在75至80歲年齡段上升至35%，自給自足，獨立和生活質量下降。到2050年，估計每個老人只有五個年輕人，而今天只有七八個。

“我們將需要其他渠道來支持人口老齡化，”Agrawal指出。“這是一種有可能以相當便宜的方式填補護理空白的技術。”這項研究的標題是“在虛擬現實環境中，在地面行走期間，人們跟隨輕觸設備的視覺擾動。”