Robotteknologi til træning
Anders Stengaard Sørensen
Ekspert i computerstyring
Sensorer
Robotter
Elektronik
Fysik
Nysgerrig outsider i
Træning
Rehabilitering
Baggrund for vores interesse
Robotteknologi rykker sig
Robotter kommer stadig tættere på os ( Fleksibel produktion - Landbrug - Hushjælp)
Velfærdsteknologi er hot
Teknologi der reducerer sundhedsudgifter ... eller
Teknologi der hjælper dem der er kommet galt afsted ... eller
Begge dele
Gavn
Servicerobotter til funktionsnedsatte er indlysende relevant
...men
Vores forudsætning
Fysisk træning:
Set udefra er de vigtigste elementer i træning:
Bevægelse
Kraft
... og psykologi
Robotteknologi:
15 års erfaring med styring og måling af:
Bevægelse
Kraft
Starten – Allan Lauritzen
Elitesoldat
Elitesportsmand
Rapelling ulykke 26m fald
Extrem genoptræning
( Fra undervands til max eccentrisk)
Venner og familie hjalp
“Kan man ikke bygge en robot?”
Prototypen - RoboTrainer
Proof of concept
Inspireret af “Curl maskine”
Biceps/Triceps
Mekanik bygget af Allan
Styring bygget af SDU
Nøjagtig styring/måling af kraft, position og hastighed
Programmering af: Koncentrisk,
Statisk, Eccentrisk, Isotonisk,
Isokinetisk ... ja, al træning!
Programeksempel
Loop {
F=read_force(left) // mål kraft
a=read_angle // mål vinkel write_log(time,a,F)// gem i log
v=F*k // beregn fart
Set_speed(v) // sæt ny fart }
Programmet simulerer dynamisk friktion.
Når man trækker i håndtaget følger det efter .... men hvis 'k' er lille, skal der trækkes hårdt!
Det føles som at trække sin arm gennem en (tyk) væske
Programeksempel
Loop {
F=read_force(left) // mål kraft
a=read_angle // mål vinkel write_log(time,a,F)// gem i log
v=F*k // beregn fart
Set_speed(v) // sæt ny fart
}
Case på robottræning
Hvor mange kræfter har Jesper Kiersgaard i sin arm?
Den er 80% lammet (trafikuheld 2008) – han kan ikke løfte den
Jesper Kiersgaard
Motorcykelulykke 2008
100% lammet i venstre arm
Delvis genetablering af funktion over de første 18 måneder
Ihærdig konventionel genoptræning har ringe effekt derefter
Efter 3 år starter han I RoboTrainer
Biceps/Triceps styrkemåles til 10%
af højre arm
Træning 20 min 3 gange ugentligt
Programmet “ophæver tyngdekraften”
Jesper får en illusion af at bevæge
armen selv
Dataopsamling
Virker det?
Virker det?
Virker det?
5-dobling af styrke på 6 måneder.
Oplever markant forbedret funktion af armen
Motivation i top
Kontrolmålinger
Kontrol forsøg
God indikation, men intet
formelt bevis
Indledende konklusioner
Stort potentiale
Nøjagtig styring
Meget detaljeret dataopsamling
Masser af forskning i området
Mest omkring blodpropper
Ikke meget om ortopædi
Mange forsøg, få produkter
Modenhed
Cost/Benefit
Niche marked
Meget spændende og
Bør suppleres med noget mere tilgængeligt
Fleksible robotter?
Almindelige redskaber med
“intelligens”?
Hvad kan man fx lave for 1000 kr?
Overvågning af simple redskaber!
Overvågning af elastik
Sensor a'la tøjklemme
Trådløs til mobil
Biofeedback
Vis fremskridt
Interface til spil
Mobilt internet
Data til terapeut
Feedback og
instruktion via mobil
Overvågning af håndledstræning
Wii håndtag + metalklods
Trådløs til mobil
Biofeedback
Vis fremskridt
Interface til spil
Mobilt internet
Data til terapeut
Feedback og
instruktion via net
Overvågning af...
Balancebræt
Hula hop
Zumba
Trænings stol
Stavgang
... fortsæt selv
Foreløbig status
Teknologi
Vi kan lave teknologi!
Der fungerer - rent objektivt
Der er til at bruge for almindelige mennesker
Men hvordan skal det bruges?
Hvordan flettes det ind i samspillet mellem de to brugere:
Patient/Borger
Terapeut/Træner/Behandler
Hvordan kommer det i hænderne på brugerne?
Hvilke nye muligheder skaber det i realiteten?
Monitorering, Tele-træning, Virtuel træner, Motivation, Compliance
• Forsknings samarbejde
• RoboLab
• Idræt og Biomekanik
• Interaktionsdesign
• Praksis samarbejde
• Kommuner/regioner
• Virksomheder
• Uddannelser
• Patientforeninger
Planer / Ønsker
Træning Teknologi
Interaktion
Udfordringer
Nuværende projekter er små pilotprojekter ... med meget lovende resultater
For at komme bredt ud skal de udvikles
Bedre “finish” og mere målrettet funktionalitet Afprøvning og evidens
Produktudvikling og markedsføring
