• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Biologi
    Hur kan en babyrobotförsegling vara en medicinsk enhet?
    En äldreboende myser en Paro. FDA anser att fältsharpförseglingen är en medicinsk utrustning av klass II. © KIM KYUNG-HOON/Reuters/Corbis

    Du hittar inte denna plyschförsegling på hyllorna i din lokala leksaksaffär eller bland Gund, Webkinz eller Furbies utspridda på golvet i ett barns rum. Snarare, du kommer troligen att hitta den här leksaken i vårdinrättningar, på äldreboenden och på sjukhus - och dess avsedda publik är den geriatriska uppsättningen.

    Möt Paro, harpsälvalpen som faktiskt är en terapeutisk robot som används för att trösta demenspatienter och erbjuda kognitiv terapi för äldre vuxna. Det kan se ut som ett gosedjur, men det anses inte vara en leksak. U.S. Food and Drug Administration (FDA) anser Paro vara en klass II medicinsk utrustning, tillsammans med röntgenmaskiner och eldrivna rullstolar. Klass I, i jämförelse, inkluderar föremål som självhäftande bandage och armstroppar, medan hjärtklaffar och höftledsbyte av metall betraktas som klass III. Men till skillnad från en röntgenmaskin, denna klass II -enhet är plysch.

    Paro är ungefär lika stor som ett nyfött barn; den väger bara 2,7 kilo och är cirka 57 centimeter lång. Den är täckt av antimikrobiell vit falsk päls, och det reagerar på mänsklig interaktion med huvudrörelser, viftande ben och fibrer som liknar de hos barpharpstätningen som den är utformad för att se ut. Men till skillnad från ett riktigt djur som en terapihund, denna terapirobot körs på batterier (och laddas genom sin egen napp).

    Den är utrustad med lätta 32-bitars inbyggda RISC-processorer och fem typer av inbyggda sensorer som gör att den kan interagera med människor. Ljussensorer ger den ljus och mörk medvetenhet, och taktila sensorer berättar för Paro när den berörs. Ljudsensorer låter den höra vad du säger, temperatursensorer meddelar om rummet är varmt eller kallt, och hållningssensorer varnar roboten när den hålls kvar. Dessa sensorer, i kombination med artificiell intelligens (AI), gör det möjligt för Paro att lära sig. Det tar tid och upprepning, men den här roboten lär sig sitt eget namn, och det kommer att anpassa sitt beteende baserat på användarnas beteenden. Till exempel, om du kramar din robotsegl - vilket skulle anses vara positivt, bra beteende - det kommer att tjata, och uppmuntra sedan det beteendet igen. Omvänt, om du kastar eller på annat sätt skadar robotvalpen, den kommer ihåg den interaktion som leder till det svaret och avskräcker handlingen.

    Vad djurassisterad terapi och robotar har gemensamt

    Interaktion med Paro-robotar kan vara lika effektiv som terapi med djur för patienter med kognitiva störningar. © Haruyoshi Yamaguchi/Corbis

    I studier av interaktion mellan människa och robot, Paro har visat sig ha en lugnande, ångestreducerande effekt på nödställda äldre patienter samt en positiv effekt på social stimulans och kommunikation. Detta liknar hur djurassisterad terapi har associerats med en minskning av smärta (både fysisk och känslomässig) och förbättrad läkning (både kropp och själ). Och det är ingen överraskning; utvecklad 2003 av den japanska ingenjören Takanori Shibata vid National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Paros bygger på framgångarna med att använda djur på terapeutiska sätt för att hjälpa patienter att övervinna både fysiska och psykiska hälsoproblem.

    Djurassisterad terapi har visat sig avsevärt förbättra både det mentala och fysiska välbefinnandet för inte bara patienter, men också deras familjemedlemmar och vårdgivare. Klappa och interagera med djur, det visar sig, är mer än bara roligt:​​Det får oss att må bra både känslomässigt och fysiskt (det släpper ut endorfiner i våra kroppar, som naturligt hjälper till att minska vår smärta), det sänker våra stressnivåer (och vårt blodtryck) och det får oss att känna oss lite mindre ensamma. Och denna interaktion hjälper också till att öka kommunikationen mellan patienter och vårdgivare.

    Paro är lika kraftfull som ett levande djur - minus veterinärräkningarna och pooper -skopan. Att interagera med robotseglet förbättrar hjärnans funktion hos äldre patienter som upplever nedgångar i mentala förmågor och humör i samband med medio till sena stadier av demens, inklusive Alzheimers sjukdom liksom andra kognitiva problem. Över tid, interaktion med Paro kan inte bara förhindra att kognitiva störningar försämras, men också från att utvecklas. Och precis som studier har visat sig vara sanna med levande terapidjur, Paro har också visat sig avsevärt sänka både blodtryck och puls hos äldre patienter som bor på äldreboenden - som båda ökade betydligt efter att interaktioner med den terapeutiska plyschroboten tog slut [källa:Robinson].

    Roboternas kraft i terapi

    NAO -roboten från Aldebaran Robotics är bedårande, men det är också en av Paros kamrater. Bland dess möjliga användningsområden är terapi för barn med autismspektrumstörningar. © ERIC PIERMONT/AFP/Getty Images

    Den terapeutiska effektiviteten hos Paro och andra terapirobotar granskas också fortfarande och resultaten av långtidsstudier är fortfarande okända, men bevis tyder på att robotterapi kan vara ett alternativt icke-farmakologisk alternativ för äldre patienter med demens och humörstörningar. Terapirobotar kan också bidra till att minska kostnaderna för långtidsvård för äldre patienter som lever med demens, även om användningen av leksaksliknande robotar istället för traditionella farmakologiska terapier är en del av en större etisk debatt om användningen av människa-robotinteraktion som en form av okonventionell terapi kontra traditionell vård.

    Andra typer av terapiroboter kan hittas i kliniska miljöer, från dem som också är plysch-som den mjuka leksaken som ser ut som en påskkik som används för att hjälpa överstimulerade autistiska barn att lugna ner sig (Keepon)-till LEGO-byggda robotar som används för att hantera fobier (Phobot).

    MIT-Manus är ett annat exempel på en terapirobot; den här hjälper patienterna att lära sig grundläggande motoriska färdigheter efter en stroke. Och data som samlas in och lagras om varje patient som använder den här typen av robotar kan hjälpa kliniker att utvärdera patienternas totala förbättring eller minska mer effektivt.

    Förutom ovannämnda Keepon, det finns andra terapirobotar för att hjälpa barn med autism, autismspektrumstörningar (ASD) eller andra utvecklingsproblem att växa, öva och förbättra sina sociala färdigheter. NAO -roboten (som uttalas "nu"), till exempel, erbjuder barnen en säker och förutsägbar interaktion - och utvecklarna bakom bot har funnit att autistiska barn är mer lyhörda för maskinen än för andra människor. Sociala robotar kan också samla in data som hjälper kliniker att bättre diagnostisera autism, såsom att mäta ögonblick och ansiktsuttryck hos små barn.

    Mycket mer information

    Författarens anmärkning:Hur kan en babyrobotförsegling vara en medicinsk enhet?

    Det var långt tillbaka 1950 när Alan Turing övervägde, "Kan maskiner tänka?" och väckte officiellt våra artificiella intelligensfantasier; flera decennier senare, vi har gått utöver att diskutera om Number Five lever på bio eller inte för att faktiskt interagera med de maskiner vi har byggt. Fingrarna korsade dessa mysiga terapeutiska robotar som gör skillnad i våra mänskliga liv idag är inte morgondagens cyloner.

    relaterade artiklar

    • 10 svåraste saker att lära ut en robot
    • Hur robotar fungerar
    • Hur leder en robot en symfoni?
    • Hur robotarméer kommer att fungera
    • Vad är det som gör realistiska robotar så läskiga?
    • Kommer robotar att gifta sig?

    Fler fantastiska länkar

    • PARO:Paro Therapeutic Robot
    • Barber National Institute:Robot Research Project
    • International Business Times:Robotförseglingar hjälper äldre efter Fukushima

    Källor

    • American Humane Association. "Djurassisterad terapi." (27 februari, 2014) http://www.americanhumane.org/interaction/programs/animal-assisted-therapy/
    • Blake, Heidi. "Nao:roboten som uttrycker och upptäcker känslor." The Telegraph. 9 augusti, 2010. (27 februari, 2014) http://www.telegraph.co.uk/technology/news/7934318/Nao-the-robot-that-expresses-and-detects-emotions.html
    • Chang, Wan-Ling; Šabanovic, Selma; och Lesa Huber. "Social formning av interaktioner mellan äldre vuxna och den tätningsliknande roboten PARO." Indiana University. 2013. (27 februari, 2014) http://homes.soic.indiana.edu/selmas/ChangSabanovic-ICSR2013-workshop.pdf
    • Käk, Clara. "Robotik kan vara ett stort steg i autismterapi, men stötestenar kvarstår. "South China Morning Post. 25 februari, 2014. (27 februari, 2014) http://www.scmp.com/lifestyle/family-education/article/1434179/robotics-could-be-big-step-autism-therapy-stumbling
    • Guizzo, Erico. "Paro the Robotic Seal kan minska demens." IEEE -spektrum. 22 maj 2009. (27 februari, 2014) http://spectrum.ieee.org/robotics/home-robots/paro-the-robotic-seal-could-diminish-dementia
    • Johnson, Judith A. "FDA -reglering av medicinska enheter." Congressional Research Service. 25 juni, 2012. (27 februari, 2014) https://www.fas.org/sgp/crs/misc/R42130.pdf
    • Krisch, Joshua A. "Kan en robotfysioterapeut öka forskningen om strokeåterhämtning?" Populär mekanik. 13 februari 2014. (27 februari, 2014) http://www.popularmechanics.com/science/health/med-tech/could-a-robot-physical-therapist-upend-stroke-recovery-research
    • Mayo Clinic. "Husdjursterapi:Människans bästa vän som läkare." Mayo Clinic. 25 februari 2014. (27 februari, 2014) http://www.mayoclinic.org/healthy-living/consumer-health/in-depth/pet-therapy/art-20046342
    • PARO Robots Japan. (27 februari, 2014) http://paro.jp/english/index.html
    • PARO Robots USA. (27 februari, 2014) http://www.Parorobots.com/
    • Tassar för människor:Volontärtjänster för djurassisterat besök. "Fördelar med husdjursterapi." (27 februari, 2014) http://www.pawsforpeople.org/who-we-are/benefits-of-pet-therapy/
    • Vass, Frances. "Robotar gör stora terapeuter." Jameco Electronics. (27 februari, 2014) http://www.jameco.com/Jameco/workshop/inthenews/therapyrobot.html
    • Robinson, Hayley; MacDonald, Bruce; och Elizabeth Broadbent. "Fysiologiska effekter av en följeslagarrobot på blodtrycket hos äldre i vårdinrättningar:En pilotstudie." Australasian Journal on Aging. 25 december, 2013. (27 februari, 2014) http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ajag.12099/full
    • Tergesen, Anne; och Miho Inada. "Det är inte ett gosedjur, Det kostar $ 6, 000 Medical Device. "The Wall Street Journal. 21 juni, 2010. (27 februari, 2014) http://online.wsj.com/news/articles/SB10001424052748704463504575301051844937276
    • Williams, Robyn. "Terapeutiska robotar lindrar ångest för demenspatienter." ABC News. 22 februari kl. 2014. (27 februari, 2014) http://www.abc.net.au/radionational/programs/scienceshow/therapeutic-robots-ease-anxiety-for-dementia-patients/5275762#transcript
    • Worthington, Elise. "Fluffig robot tätar komfortdemenspatienter på äldreboenden." ABC News. 20 november 2013. (27 februari, 2014) http://www.abc.net.au/news/2013-11-20/robot-seals-help-dementia-patients/5104582
    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com