Робот поможет детям с риском развития ДЦП

Фото: Hugh Scot/Sooner Magazine
28 июля 2016 года, 13:00
Комментировать

В Университете Оклахомы (University of Oklahoma) биоинженеры и физиотерапевты сейчас разрабатывают устройство, которое поможет детям с подозрением на ДЦП развивать моторные и когнитивные навыки. Пилотный проект прошел успешно, и теперь ученые начинают следующие испытания, в которых будут участвовать 56 детей в возрасте от 4 до 8 месяцев.

Читайте еще:

Проблемой общения людей с ограниченными возможностями занимаются во всем мире. Постоянно разрабатываются новые методы и средства, и одно из таких средств на саммите ООН 23-24 мая представит старшеклассник, обучающийся в одной из школ Петербурга. Школьник, у которого диагностированы тяжелая форма ДЦП и дизартрия (нарушение устной речи), расскажет о созданных им программах для альтернативной коммуникации.

Аппарат под названием SIPPC (Self-Initiated Prone Progression Crawler, самоходный лежачий ползунок, произносится «СИПСИ») состоит из мягкой лежанки, куда на живот кладется ребенок. Движения малыша фиксируют 12 датчиков, отсылающих свои показания компьютеру 50 раз в секунду, а также множество камер, постоянно фиксирующих положение каждой конечности ребенка. С помощью всей этой техники движения ребенка воссоздаются на мониторе, и при необходимости можно посмотреть, в какой позе находился ребенок, как были расположены его руки и ноги в определенный момент времени. Сама лежанка закреплена на трех колесах, а на ребенка надевается подобие комбинезона из ремней, на которых тоже есть датчики. Пилотные испытания более ранних версий устройства показали, что дети, одетые в ременной «комбинезон», чаще запускали робота-помощника, у них регистрировалось большее количество движений конечностей. На голове маленького испытателя закрепляется шлем с большим количеством электродов. Когда малыш делает движение, компьютер запускает алгоритм, анализирующий его действия, после чего робот помогает ребенку закончить начатое, прилагая дополнительное усилие, направленное в нужную сторону.

Например, если маленькая девочка пытается оттолкнуться ногой, чтобы продвинуться вперед и достать до игрушки, то компьютер обсчитывает ее движение и дополняет его необходимым импульсом, в результате чего она сможет проползти несколько сантиметров. Положительная обратная связь дает ребенку стимул пробовать двигаться и дальше, что полезно не только для развития моторных навыков, но и для когнитивной функции, тесно с ними связанной.

История SIPPC началась еще в начале 2000-х, когда Туби Колоб (Thubi Kolobe) из Университета Иллинойса (University of Illinois) разработала двигательный тест, который показывал, у каких детей может развиться ДЦП или другие нарушения двигательных функций. На основе этого теста она обнаружила, что существует критический срок, в течение которого помощь таким детям может быть особенно полезной — это возраст от 2 до 8 месяцев, когда они начинают активно двигаться, познавая мир вокруг себя. Способность перемещаться в пространстве крайне важна не только для развития моторных навыков, но и для развития мозга, так как во время движения в мозге создаются новые необходимые связи. Процесс перемещения — это обучение, основанное на вознаграждениях. Если у детей длительное время не получается передвинуть свое тело в пространстве, они в какой-то момент перестают это делать, и нужные связи в их мозге не образуются.

В 2003 году Туби Колоб перешла работать в Университет Оклахомы, где объединила свои усилия с инженерами Эндрю Фэггом (Andrew Fagg), Дэвидом Миллером (David Miller) и Ли Дингом (Lei Ding). Вместе они создали устройство, которое помогает детям из зоны риска исследовать окружающий мир и получать положительную обратную связь, развивающую их моторные и когнитивные навыки. SIPPC — это уже третья версия аппарата, и она готова к клиническим испытаниям, которые продлятся около 6-9 месяцев. После этого ученые соберут данные воедино — это будет довольно сложно, так как каждая сессия «весит» около 10 гигабайт, а сессий уже около тысячи. Кроме того, будет отдельно анализироваться информация, которая поступает от головного убора с электродами — эти измерения, возможно, прольют свет на то, меняется ли что-то в мозге ребенка, когда он начинает двигаться.

Эндрю Фэгг прокомментировал, что даже сейчас родители участвовавших в испытаниях детей уже обращаются к инженерам с просьбой приобрести устройство для домашнего использования, однако, по его словам, пока об этом говорить рано. «Сперва наука», — сказал исследователь.

Источник:

There, a team of biomedical engineers and physical therapists have developed a motorized device to help infants at risk for cerebral palsy develop motor and cognitive skills. After a promising pilot study, the group began a larger trial of 56 infants this year. They use a robot equipped with power steering, a sophisticated machine-learning algorithm, and an endearing little cap studded with dozens of electrodes that track brain activity.

IEEE SPECTRUM
Поделиться

Комментарии

Действие большей части препаратов, созданных до 1988 года, почти не исследовано на женщинах
В США женщине пересадили почку, которую раньше уже пересаживали молодому человеку.
Возможен ли компромисс между здоровым сном и современным ритмом жизни
Государство сэкономило на развитии скорой помощи и оказании специализированной ВМП
Ожидается, что их услуги будут доступны даже в рамках системы ОМС
На рынке появляются все более и более дорогие зубные пасты, которые претендуют на решение проблемы