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UTA-Forscher wollen Assistenzroboter entwickeln, um Menschen mit Rückenmarksverletzungen zu helfen


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Eine Informatikforscherin der Universität von Texas in Arlington entwickelt ein Robotersystem, das Menschen mit Rückenmarksverletzungen bei der Durchführung alltäglicher Aufgaben hilft, und sie bezieht Mitglieder des UTA ​​Movin‘ Mavs-Rollstuhlbasketballteams in die Bemühungen ein.

Fillia Makedon, eine angesehene Professorin am Institut für Informatik und Ingenieurwesen, erhielt ein Stipendium in Höhe von 218.000 US-Dollar aus dem DARE-Programm (Disability and Rehabilitation Engineering) der National Science Foundation (NSF). Das Projekt „Collaborative Research: DARE: A Personalized Assistive Robotic System that Assesses Cognitive Fatigue in Persons with Paralysis“ stellt eine Zusammenarbeit mit der Universitätsprofessorin Maria Kyrarini von Santa Clara dar, die ein ähnlich großes Stipendium erhielt, um ihre Forschung zu finden.

Assistenzroboter können eine wichtige Rolle bei der Unterstützung von Menschen mit Behinderungen zu Hause spielen und die Unabhängigkeit und Lebensqualität im Alltag verbessern. Beispielsweise kann ein Roboter einer Person mit motorischen Beeinträchtigungen helfen, eine Aufgabe wie das Zubereiten des Mittagessens oder das Fertigmachen für ein Meeting oder die Arbeit auszuführen. Das wäre ein großes Plus für ältere Menschen, die Hilfe benötigen, aber nicht bereit oder willens sind, in eine vollwertige Einrichtung für betreutes Wohnen zu ziehen.“

Fillia Makedon, Distinguished Professor, Department of Computer Science and Engineering, University of Texas at Arlington

Makedons Ziel ist es, ein personalisiertes Assistenzrobotersystem zu entwickeln, das sie Intelligent Robotic Cooperation for Safe Assistance (iRCSA) genannt hat und das den Grad der kognitiven Erschöpfung einer Person bei Aufgaben wie dem Kochen erkennen, bewerten und darauf reagieren kann. Um diese Aufgaben der Mensch-Roboter-Kollaboration (HRC) zu erledigen, werden Makedon und ihr Team ein multisensorisches System entwickeln, das physiologische Daten wie Gesichtsausdrücke des menschlichen Teamkollegen während einer HRC-Aufgabe sammelt. Das System wendet dann fortschrittliche maschinelle Lern-/Deep-Learning-Methoden an, um die kognitive Ermüdung der Person automatisch zu bewerten.

„Basierend auf der Bewertung der kognitiven Ermüdung wird das iRCSA-System das Verhalten des Roboters anpassen, um eine personalisierte Unterstützung zu bieten“, sagte Makedon. „Wir werden Mensch-Roboter-Kollaborationsszenarien entwickeln, in denen eine querschnittgelähmte Person und ein Roboter problemlos zusammenarbeiten können, um alltägliche Aufgaben zu erledigen.

„Für das Design, die Entwicklung und die Bewertung von iRCSA werden wir den Ansatz der partizipativen Aktionsforschung verfolgen, indem wir an Rückenmarksverletzungen leidende Studenten in das Systemdesign einbeziehen. Das Basketballteam Movin Mavs von UTA wird von Anfang an an dem Projekt teilnehmen. Ihr Wert Erkenntnisse und Feedback werden entscheidend sein, um die Akzeptanz und Nutzbarkeit des vorgeschlagenen Systems sicherzustellen.“

Hong Jiang, Wendell H. Nedderman Stiftungsprofessor und Vorsitzender der Fakultät für Informatik und Ingenieurwesen, sagte, Makedons Projekt könne Menschen mit Rückenmarksverletzungen oder Mobilitätsschwierigkeiten sehr helfen.

„Das Sammeln und Verwenden von Daten, die sofort verwendet werden könnten, um Menschen zu helfen, hat die Möglichkeit, das Leben zu verändern“, sagte Jiang. „Dieses Stipendium liefert diese wichtige Verbindung zwischen Datenanalyse und Hilfe für Menschen.“

Makedon, der 2006 zu UT Arlington kam, hat viele NSF-Stipendien für Forschungsprojekte in den Bereichen Mensch-Computer-Interaktion, Mensch-Roboter-Interaktion, Pervasive Computing, maschinelles Lernen, Computational Multimedia, Disability Computing und Cognitive Computing erhalten.

Derzeit leitet sie das Heracleia Human-Centered Computing Laboratory, das fortschrittliche Methoden der künstlichen Intelligenz anwendet, um Technologien für die Überwachung des menschlichen Verhaltens, die Risikobewertung und die Rehabilitation zu entwickeln. Sie ist Mitglied mehrerer Herausgebergremien von Zeitschriften und Vorsitzende der internationalen Konferenz PETRA. Derzeit betreut sie ein großes Team von Doktoranden, mehrere Forschungsstudenten und Masterstudenten.

Quelle:

Universität von Texas in Arlington

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Daniel Wom

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