Robotika a virtuální realita

Robotika a virtuální realita

1. října 2018 Robotika a virtuální realita


Zdroj: Magazín Paraple, říjen 2018

Text: David Lukeš, ředitel Centra Paraple

„Myslím, že na biologické cestě je velká blokáda. Já si spíš myslím, že to půjde cestou nějakých technických neuroprotéz,“ uvedl prof. MUDr. Vladimír Beneš, DrSc. pro časopis Xantypa při rozhovoru o neurologii a rekonstrukcích mozku.
A podobně je na tom poraněná mícha. Bohužel, biologická léčba zatím žádné prokazatelné úspěchy neslaví. Zato robotika a asistivní technologie ano.
„What can I help you with (s čím ti mohu pomoci)?“„No, bodlo by mi, kdybys vyndala peřinu z pračky, pověsila jí, vyndala umyté nádobí z myčky, uklidila a potom se mnou napsala článek o robotice.“
„Sorry, could you say that again (promiň, můžeš to zopakovat)?“
Takhle vypadal můj rozhovor se Siri, virtuální asistentkou, která je součástí operačních systémů iOS, watchOS, macOS a tvOS společnosti Apple.
Samozřejmě jsem věděl, že s tímhle mi Siri nepomůže, ale přišlo mi to vtipné, když se ozvala z hodinek zrovna v momentě, kdy jsem se snažil dostat vypranou deku z bubnu pračky.

Ale ono to zase tak velké sci ‑fi není...

V úvodu jsem zmínil technické neuroprotézy. Tyto neuroprotézy zatím nefungují jako ve filmu Upgrade, kde kvadruplegik, s pomocí implantovaného švába (slangový výraz pro integrovaný obvod), vstane a navíc získá superschopnosti.
Ale třeba kochleární implantáty dobře slouží už dlouhou dobu. Již několik let se také testují nanoboti, kteří by měli v těle účinněji donést léčivé látky na dané místo.
Nicméně nečekejte, že takový šváb tu bude brzy, ani že rozchodí všechny lidi s poškozením míchy.

Robot asistent

RIBA – první robot na světě, který zvedne člověka do náruče. Tento robot, který vypadá jako medvídek, již před téměř deseti lety dokázal zvednout a přesunout člověka.
Jeho pilotní komerční výroba byla zahájena v roce 2016.
Aktuálně je testován v nemocnicích v Japonsku a v Kanadě a jeho cena je 77 tis. amerických dolarů.
Dále společnost Honda testuje svého robota Asima, který se již naučil hrát fotbal a Toyota zase Human Support Robot, který může asistovat lidem na lůžku a podávat jim, co potřebují.
Roboti, kteří se i vzhledem podobají člověku, se již využívají v recepcích hotelů a začínají být vybaveni i sofistikovaným hlasovým rozpoznáváním a rovněž úroveň jejich (počítačového) hlasu je na vzestupu. Také Google testuje svůj umělý hlas, který má hned několik variant.
Tedy humanoidní roboasistent je reálná budoucnost pro usnadnění péče o lidi s pohybovým omezením.

Náhradní nohy aneb eksoskeleton v akci

Eksoskeleton, neboli vnější kostra, jsou robotické nohy, které slouží jako rehabilitační pomůcka nahrazující chůzi, nebo pomocník pečovatelů při polohování nepohyblivých pacientů.
Tyto nohy mají ve světě několik výrobců. V mnoha zemích se ale vedou diskuze o zařazení této pomůcky mezi podporované kompenzační pomůcky.
Je důležité si říct, že ani jedna ze současných verzí nemůže v kompenzaci chůze nahradit vozík a že i její použití jako rehabilitační pomůcky je nutné pečlivě konzultovat s lékaři a fyzioterapeuty.
Při rehabilitaci je vhodná zejména pro lidi, kteří mají zachovanou částečnou hybnost dolních končetin.
Píši to záměrně, protože pohyb s eksoskeletonem je pro lidi s úplně nepohyblivýma nohama velmi náročný a dlouhodobě nezdravý kvůli přetěžování zbytku těla.
Není to tedy zatím pomůcka, která nás každo‑ a celodenně postaví na nohy, ale pomůcka vhodná pro vertikalizaci a nácvik chůze.
V současné době je ve vývoji i první český eksoskeleton a my věříme, že se nám podaří v Parapleti vytvořit zázemí pro jeho testování, i pro testování jiných obdobných zařízení, která by zlepšila životní úroveň lidí s poškozením míchy.

Asistivní technologie -pomoc v denním provozu

Pod tímto názvem si můžete představit technologie běžně dostupné, které můžete koupit v normálních obchodech, a které nepomáhají pouze lidem s handicapem, ale i specializovaná řešení ušitá na míru konkrétním jednotlivcům.
Otevřít okno, rozsvítit světlo, nastavit klimatizaci nebo zapnout spotřebič. Většina z nás s těmito úkony nepotřebuje pomoct, ale například pro lidi s omezenou hybností mohou být problematické.
Vědci z Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT (UCEEB) v Buštěhradu předvádí zjednodušené ovládání bytu v Laboratoři personalizované telemedicíny. Zjednodušeně řečeno jde o chytrý byt, které umí výrazně usnadnit každodenní život třeba i zcela paralyzovaným lidem. A navíc díky principu telemedicíny mohou být tito lidé pod průběžným lékařským dohledem a podmínky v bytě mohou reagovat na jejich aktuální situaci.
„Laboratoř odpovídá reálným podmínkám bydlení osoby se sníženou soběstačností. Celý byt je postaven bezbariérově a je vybaven inteligentní elektroinstalací, kdy pomocí webového rozhraní můžeme ovládat celý byt,“ popisuje Vít Janovský z UCEEB.
Podmínky v laboratoři se dají upravit podle potřeb jakékoliv osoby a tak před samotnou realizací u klienta doma vše otestovat. Klienti tu běžně tráví i týden, než si vše důkladně vyzkouší a sžijí se s technologiemi tak, aby je mohli posoudit z hlediska každodenního používání.
Princip telemedicíny, tedy měření a následného zobrazování hodnot na přenosném zařízení nebo ve webovém rozhraní, už celkem běžně používají pacienti s diabetem.
Buďto si hladinu cukru v krvi změří několikrát denně glukometrem sami, nebo jim kontinuální monitor glykémie měří hladinu každých pět minut a výsledky odesílá do přijímače.
Stejný princip se využívá u všech nemocných, kteří potřebují znát pro svou léčbu aktuální hodnoty.
A protože je potřeba zajistit bezpečí uživatele i mimo domov, jsou v dnešní době využívány také dohledové systémy. Ty uživatelům dodávají jistotu, že i kdyby měli jakýkoliv problém, tak se jim dostane pomoci.
Většina dnešních dohledových systémů pracuje na principu využívání osobních jednotek, což jsou ve své podstatě zjednodušené telefony s jedním SOS tlačítkem doplněné o GSM, GPS a Wi‑Fi lokalizaci. Osobní jednotky v pravidelných několikaminutových intervalech komunikují se serverem a posílají mu základní informace o poloze, stavu baterie, fyzické aktivitě uživatele apod.
Na základě nepřetržité datové komunikace tak systém odhalí i potenciální krizovou situaci bez nutné interakce uživatele. Nonstop dispečink se v případě potřeby spojí tele‑fonicky s klientem prostřednictvím právě jeho osobní jednotky.
Nevýhodou zařízení, která využívají GSM komunikaci, je, že na baterii vydrží v provozu maximálně 3 až 5 dní.
Ale s příchodem nových komunikačních kanálů v oblasti IoT (https://cs.wikipedia.org/wiki/Internet_v%C4%9Bc%C3%AD) se již objevují přístroje, které dokáží taktéž posílat data se základními informaci a vydrží pracovat na jednu baterii řádově až 5 let. Avšak neumožňují hlasovou komunikaci.
Vědci z UCEEB by ve spolupráci s Centrem Paraple rádi vyvinuli systém šitý na míru potřebám vozíčkářů. Předpokládáme, že dnes dostupné jednotky pracující na sítích IoT budou součástí vozíku a hlasovou komunikaci bude zajišťovat mobilní telefon.

Co říci závěrem? Již nyní máme možnost si pomocí dostupných technologií více automatizovat domácnost a třeba jí i ovládat hlasem. Nicméně je to oblast, která se může rozvíjet i nadále.
Pokud se týká eksoskeletonu, tak by bylo skvělé, kdyby se podařilo vyvinout pro usnadnění života tetraplegiků i robotickou vnější kostru ruky.
A telemedicína by nám mohla pomoci sjednotit komunikaci v péči o lidi, kteří se snaží žít co nejvíce samostatně.
To vše je reálné a Centrum Paraple bude na realizaci těchto projektů rádo spolupracovat.

Odpovědi na tři otázky nám poskytla prof. RNDr. Olga Štěpánková, CSc., vedoucí oddělení biomedicínského inženýrství a asistivní technologie Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky.

Kde vidíte největší úskalí biologické léčby poškozené míchy?

Biologická léčba se ubírá dvěma směry – buď se snaží podpořit regeneraci poškozené tkáně, nebo přistupuje k její náhradě pomocí biologického materiálu.
V posledních letech se podařilo dosáhnout slibných výsledků při použití materiálu získaného z nervových buněk čichového aparátu, o nichž je známo, že mají mimořádné regenerační schopnosti.
Zdá se, že aktuální metody naznačují existenci nových nadějných cest. Pro jejich úspěšné použití bude ještě třeba dořešit řadu problémů. Například takových, jaké se vyskytují v souvislosti s transplantacemi.

Jaký je váš názor na neuroimplantáty, je to cesta dál?

Stimulační neuroimplantáty se výborně osvědčily například u těch pacientů s Parkinsonovou chorobou, jejichž příznaky neodpovídají na žádnou farmakologickou léčbu.
Proběhly už i pilotní experimenty s vhojenými čipy, které dokáží rozpoznat aktivitu přiléhajících nervových vláken. Ale od takových experimentů je ještě dlouhá cesta k tomu, aby se podařilo najít spolehlivé technické řešení pro problémy spojené s poškozením míchy.
Implantát, jako typicky invazivní řešení, představuje pro organismus značnou zátěž, které je lépe se vyhnout, pokud existuje i jiná možnost.

Co myslíte, že může v současné době nejvíce pomoci lidem s po‑škozením míchy v oblasti asistivních technologií?

Jistě cokoliv, co pomůže zajistit samostatnost a podpoří mobilitu. Nemusí jít jen o nové, lehčí a lépe ovladatelné elektrické vozíky. Může jít i o sofistikované rehabilitační postupy, které smysluplně kombinují zdánlivě nesourodé přístroje či metody nebo o nové typy protéz, které člověk ovládá myšlenkou.
Skvělých výsledků se podařilo dosáhnout například při obezřetně vedené dlouhodobé rehabilitaci využívající současně eksoskeleton (typ asistivní technologie) a neinvazivní neuroprotetiku, s cílem efektivně stimulovat regeneraci poškozené míchy.
Jedná se o metodiku, kterou v posledních deseti letech úspěšně navrhl a otestoval projekt Walk Again vedený dr. Miguelem Nicolelisem.
Do náročného projektu bylo zařazeno osm paraplegiků, z nichž pěti se po ročním intenzivním programu rehabilitačního cvičení podařilo alespoň částečně ovládat paralyzovanou končetinu.
Bylo by třeba tento nadějný rehabilitační směr dále zkoumat a rozvíjet tak, aby se podařilo charakterizovat podmínky pro jeho úspěšné nasazení a vytvořit technické prostředky pro jeho širší využití.

 

 

Odebírat newsletter

Podpořte nás

Život je jízda!

Pojeďte kousek cesty s námi.

Chci darovat