独特的实验室为残疾人创建无障碍和移动解决方案万博 尤文图斯

团队开发辅助技术,从机器人轮椅攀爬限制到脑机接口


罗里·库珀博士当时只有20岁,在去看望他未来妻子的路上,一辆公共汽车把他骑的自行车逼出了德国的一条公路。美国陆军中士库伯博士在事故中脊髓严重受伤,腰部以下瘫痪。他说,事故发生时,他可以选择的轮椅是大批量生产的80磅重的金属庞然大物。这些一刀切的椅子并不适合他或他朋友的生活方式。所以他开始建造更好的东西。

“在这种情况下,需求确实是发明之母,”库珀博士说。

从理念到创新

完成博士后。在与来自美国加州大学圣巴巴拉分校生物工程浓度电气和计算机工程,Cooper博士为首的东匹兹堡大学,他今天仍然导致打开实验室:在人类工程研究实验室(假蝇)。

今年庆祝成立25周年,HERL是一个一站式商店,进一步完善了辅助和流动性项目从构思到制作。而基于该实验室的广泛的项目,专利和启动成功发射名单上,很容易看到这样的环境可以很容易地借给自己的创新。拥有3万平方英尺的专用空间,该实验室是数十家的全职员工,以及本科生,研究生和研究生的研究人员。

多样性的好处

库珀博士说,多样性和广泛的学术专长是他创立HERL的初衷。

“我最初的目标是让参与实验康复等各个领域,”库珀博士说,“从机械和电气工程师对临床医生和M.D.s.”

无论Cooper博士和杜瓦尔博士HERL的博士后研究员,属性实验室的创造力,在它代表的领域不仅多样性,而且性别,种族,文化的多样性,并在其工作人员损害的水平。有很大一部分研究人员,包括杜瓦尔博士和Cooper博士的,有残疾。库珀医生说这些观点是非常宝贵的,当谈到确保纸上作品仍然是有意义的,一旦它移动到制造的想法。

开放实验室后不久,Cooper博士发现,即使这还不够。据HERL博士后研究员豪尔赫·路易斯·坎迪奥蒂博士的实验室现在有将近15学科,包括一些专注于业务方面。坎迪奥蒂说,这种混合学科的方法,帮助他们看到超越自己的角度设计和再创造更有价值的产品为最终用户时。s manbetx 845

职业治疗师和临床康复专家Annmarie Kelleher(左)、Dr. Jonathan Duvall和Dr. Jorge Candiotti(右)在HERL讨论MeBot主席。
图片来源:假蝇

Candiotti说,这种方法也帮助他们实现了HERL和Cooper博士的一个关键目标:将这些产品推向市场。s manbetx 845库珀博士说,如果没有这一点,他们实验室里的创新成果就不可能惠及当地和国际社会真正需要它们的人。

社区驱动的项目

正是这些社区说,Cooper博士,他们头顶第一个寻找在实验室新的想法时。从那里,Cooper博士说,他们运行一个简单的计算,以确定追求哪些项目,哪些留下。

“影响会有多大?”” says Dr. Cooper. “And how many people will this idea be able to impact?”

杜瓦尔博士说,至少有50个项目是在任何特定时间的作品。该项目有很大的不同,从提高轮椅的设计,如压缩空气为动力的Pneuchair或地形适应性MEBot,以设计为照顾者辅助技术,如一个名为StrongArm上项目,帮助照顾者举起心爱的人离开轮椅。该实验室还使用虚拟现实和脑机接口技术,以更直观地给正在创建的辅助技术评估,并为人体设计的回应方式。

“影响会有多大?”这个想法能影响多少人?”

罗里·Cooper博士,人体工程学研究实验室

除了研究人员可以在设备齐全的内部机械车间进行的项目之外,还在进行一些不太容易量化的问题的研究,比如杜瓦尔博士关于人行道粗糙度及其与可达性的关系的研究。在HERL,杜瓦尔博士通过模拟环境和在测试轮椅上绑上加速度计来评估不同的粗糙度等级,看看不同程度的不均匀会对骑行体验产生多大的影响。杜瓦尔博士说,对于这个项目和许多其他HERL项目,他求助于MATLAB®和仿真软万博1manbetx件®处理数据,帮助他模拟不同城市中最容易到达的人行道。

这个项目曾经是HERL的创意,现在已经转化为公司PathVu,其中杜瓦尔博士是创始人之一。PathVu是11个初创公司的实验室,帮助自成立以来推出的一个。

新视野和新的观点

展望辅助技术的未来,杜瓦尔博士和博士坎迪奥蒂说,他们看到了用户对自主辅助车辆趋势以及更多的定制。

“我们的目标是帮助用户获得更多的移动性和功能,”库珀医生说,“让他们也有机会扩大他们自己的环境。”

HERL的MEBot轮椅可以适应不同的地形。
图片来源:假蝇

研究人员提出的实现这种定制的一种方法是设计一个标准的轮椅模型,然后可以根据个人用户的需求进行定制。通过使用基于模型的设计与Simulink,改进的一个轮椅的设计可以很容易地适应新的设计万博1manbetx。

“我们的目标是帮助用户获得更多的移动性和功能,这样他们就有机会扩展自己的环境。”

罗里·Cooper博士,人体工程学研究实验室

他们已经在使用的另一种方法是研究为用户创建脑机接口的好处。这些技术通过在上肢运动受损的个体的运动皮层(大脑中负责发出运动信号的部分)植入带有传感器阵列的小型集成电路来工作。通过思考移动四肢,用户会发出神经信号,植入芯片能够对这些信号进行解读,并将其传递给附近的机器或辅助技术,从而产生动作。在试验中,用户学会移动电脑光标和在虚拟环境中导航。杜瓦尔博士和坎迪奥蒂博士说,这项技术最终可能会让这些用户也能操作自己的轮椅。

当库珀博士回想起自25年前开办HERL以来发生了多大的变化时,他说,最大的影响是技术和软件的进步,以及人们对残疾人的态度的改变。

库珀博士说:“现在有更多的意识。”“人们也更愿意认识到这些人的能力,并为他们提供机会。结合技术进步,我们创造了新的、有希望带来好处的技术。”