Robotar blir en allt viktigare del av mänsklig vård, enligt forskare baserade i Japan. För att hjälpa till att förbättra säkerheten och effektiviteten av robotvård, forskarna har utvecklat en kontrollmetod som kan hjälpa robotar att bättre replikera mänskliga rörelser när de lyfter och flyttar en patient. De publicerade sina resultat i IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica .

"Under de senaste åren har Bristen på vårdgivare har blivit ett allvarligt socialt problem till följd av en fallande födelsetal och en åldrande befolkning, sade Changan Jiang, pappersförfattare och biträdande professor i maskinteknik vid Ritsumeikan University.

Vårdrobotar används redan på flera vårdinrättningar, men kommer med begränsningar. Till exempel, Robotar som ansvarar för att lyfta en patient från en säng till en stol måste övervakas hårt av en mänsklig vårdgivare. Den kontrollmetod som roboten använder för att lyfta och hålla en person måste också kämpa med frågan om friktion. En människas tyngd kan få robotens armar att stanna i mitten av rörelsen.

I Jiangs tidning, forskarna rapporterar utvecklingen av en metod för att styra rörelsen av en vårdrobots arm för att göra en säker och bekväm hållning utan att behöva kompensera för friktionen mellan vårdtagare och robotens armar i en datorsimulering.

"I en verklig applikation, friktionen kan inte ignoreras, och det kommer att påverka armarnas prestanda för att hålla och lyfta upp rörelsen, " sade Jiang. "I vår forskning, istället för att kompensera friktionen, vi använder statisk friktion på ett rimligt sätt när vi håller och lyfter upp ett föremål. Detta är den viktigaste idén i vår forskning."

Statisk friktion håller ett föremål i vila. Till exempel, en lastbil som klättrar upp för en brant ramp måste ha tillräckligt med kraft för att driva sig själv uppåt, annars kommer statisk friktion mellan lastbilen och vägen att stoppa rörelsen och hålla lastbilen stilla. Med vårdrobotar, forskarna fick den statiska friktionen att fungera för dem genom att applicera den på ett tvålänksobjekt – robotens motsvarighet till en mänsklig arm. Genom att anta att armen arbetar från ett tillstånd av statisk friktion, med vårdtagarens kropp som fungerar som det som hindrar armarna från att röra sig, forskarna programmerade armen för att hålla kroppen i vila. Som sådan, vårdtagaren har en säker och bekväm upplevelse, och robotens arm behöver inte arbeta för att kompensera den friktion som införs.

Nästa, forskarna planerar att lägga till en tredje länk till kontrollmetoden, som kommer att representera en torso.

"Vi planerar att utöka tvålänksobjektet till ett trelänksobjekt, som mer liknar en människas kropp och att designa en ny kontrollmetod för att åstadkomma en säker och bekväm håll- och lyftrörelse, sa Jiang.

Satoshi Ueno, även med institutionen för maskinteknik vid Ritsumeikens högskola, var medförfattare till tidningen.