独特的实验室为残疾人提供无障碍和移动解决方案万博 尤文图斯
该团队开发了辅助技术,从爬到路边的机器人轮椅到脑机接口
罗里·库珀博士年仅20岁,在去看望他未来的妻子的路上,一辆公共汽车将他骑的自行车撞出了德国的一条公路。事故的结果是,美国陆军中士库珀博士的脊髓严重受伤,腰部以下瘫痪。他说,事故发生时可供他选择的轮椅是大量生产的80磅重的金属庞然大物。这些一刀切的椅子很难与他或他朋友的生活方式相匹配。所以他开始着手建造更好的东西。
“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
在加州大学圣巴巴拉分校(University of California at Santa Barbara)完成电子与计算机工程博士学位后,库珀博士向东前往匹兹堡大学(University of Pittsburgh)开设了他至今仍领导的实验室:the人类工程研究实验室(假蝇)。
今年庆祝成立25周年,HERL是一个一站式的商店,将无障碍和移动项目从创意到制造。根据实验室大量的项目、专利和成功的创业项目,很容易看出这样一个环境如何能够轻易地促进创新。该实验室拥有30000平方英尺的专用空间,容纳了数十名全职员工以及本科生、研究生和研究生研究员。
多元化的好处
库珀博士说,多样性和广泛的学术专长是他从赫尔的想法中就有的目标。
“我最初的目标是让所有康复领域都参与到实验室中,”库珀博士说,“从机械和电气工程师到临床医生和医学博士。”
Cooper博士和HERL的博士后研究员Duvall博士都将实验室的创造力不仅归因于其所代表领域的多样性,还归因于其员工的性别、种族、文化和损伤程度的多样性。包括杜瓦尔博士和库珀博士在内的大部分研究人员都有残疾。库珀博士说,这些观点对于确保一个写在纸上的想法一旦变成虚构的想法仍然有意义,是非常宝贵的。
在实验室开放后不久,库珀博士发现即使这样也不够。赫尔的博士后研究员豪尔赫·路易斯·卡迪奥蒂(Jorge Luis Candiotti)博士说,该实验室现在有近15个学科,其中一些专注于商业方面。Candiotti说,这种混合学科的方法帮助他们在设计时超越自己的视角,然后为最终用户创造更有价值的产品。s manbetx 845
卡迪奥蒂说,这种方法也帮助他们实现赫尔和库珀博士的一个关键目标:把这些产品推向市场。s manbetx 845库珀博士说,如果没有这些,他们实验室里的创新将永远无法惠及当地和国际社会中真正需要它们的人们。
社区驱动的项目
库珀博士说,正是这些社区,他们在实验室寻找新想法时首先前往。从那里,库珀博士说,他们运行一个简单的计算,以确定哪些项目应该继续进行,哪些项目应该放弃。
“影响会有多大?库珀博士说。“这个想法能影响多少人?”
杜瓦尔博士说,在任何时候,至少有50个项目正在进行中。这些项目差别很大,从改进轮椅设计,如压缩空气动力的Pneuchair或地形适应性MEBot,到为看护人设计辅助技术,比如一个名为StrongArm的项目,帮助看护人将心爱的人从轮椅上抬出来。该实验室还利用虚拟现实和脑-机接口技术来评估和设计人体对所创造的辅助技术更直观的反应方式。
“影响会有多大?”这个想法能影响多少人?”
Rory Cooper博士,人类工程研究实验室
除了研究人员可以利用设备齐全的内部机器车间完成的项目外,还正在对不太容易量化的问题进行研究,例如杜瓦尔博士对人行道粗糙度及其与无障碍性的关系的研究。在HERL,Duvall博士通过模拟环境和在测试轮椅上绑上加速计来评估不同的粗糙度等级,以观察不同程度的不平度对乘坐体验的影响。杜瓦尔博士说,为了这个,以及其他许多HERL项目,他求助于MATLAB®和仿真软万博1manbetx件®整理数据,帮助他模拟出不同城市中最容易到达的人行道路径。
这个项目曾经是她的创意,现在已经转变成了公司帕特沃杜瓦尔博士是其中的共同创始人。PathVu是该实验室自成立以来帮助启动的11家初创企业之一。
新视野新视角
展望辅助技术的未来,杜瓦尔博士和坎迪奥蒂博士说,他们看到了一个趋势,即自动辅助车辆以及更多的用户定制。
“我们的目标是帮助用户获得更多的移动性和功能,”库珀博士说,“这样他们就有机会扩展自己的环境。”
研究人员提出的实现这种定制的方法之一是设计一个轮椅的标准模型,然后可以根据个人用户的需求定制。通过使用Simulink进行基于模型的设计,可以很容易地将改进的轮椅设计用于新的设计。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。”
Rory Cooper博士,人类工程研究实验室
他们已经在使用的另一种方法是研究为用户创建脑-机界面的好处。这些技术的工作原理是将带有一系列传感器的小型集成电路植入到运动皮层(大脑中负责发出运动信号的部分)中,这些人的上肢运动受损。通过思考移动四肢,用户可以发出神经信号,植入芯片能够解读这些信号,并将其传递给附近的机器或辅助技术,从而产生运动。在试验中,用户要学会移动电脑光标和在虚拟环境中导航。Duvall博士和Candiotti博士说,这项技术最终可能会被用来让这些用户操作他们自己的轮椅。
库珀博士说,自从他在25年前开办这里以来,这里已经发生了多大的变化。他说,最大的影响是技术和软件的进步,以及人们对残疾人态度的改变。
库珀博士说:“现在的意识比过去要多。”人们更愿意承认这些人的能力,并给他们提供机会。再加上技术的进步,已经引领我们创造了新的、有希望是有益的技术。”