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这史蒂文斯学生正在康复“像视频游戏”

如何电气工程本科干文钊使用操纵杆来帮助中风患者恢复流动性

Qianwen Zhao, using her robot-assisted haptic joystick therapeutic device in the 可穿戴式机器人系统实验室.
干文钊,用她的机器人辅助触觉操纵杆治疗设备,可穿戴式机器人系统实验室。信用:吨平阳。

近80万人在美国每年发生中风,根据美国国家卫生研究所。百分之五十经历一个长期的伤残,以致手臂的运动,包括肌肉无力,协调问题,消肿止痛的难度。

干文赵想帮助他们恢复。

“这种健康状况会影响他们的生活质量,”赵说。 “我想在家里帮助中风患者锻炼,并使其对他们更有吸引力。”

Qianwen Zhao, using her robot-assisted Haptic Joystick therapeutic device in the 可穿戴式机器人系统实验室.
干文钊,用她的机器人辅助触觉操纵杆治疗设备,可穿戴式机器人系统实验室。信用:吨平阳

使得恢复“像视频游戏”

赵的已拥有机器人的历史。 “我的父亲是一名飞行员,所以我长大了想飞机控制系统上工作,”她说。 “我现在正在做的是控制”。

“我选择了学习电子工程,因为每一个工程项目包括电器,”她说。 “同时,史蒂文斯 机械工程系 具有良好的机器人项目“。

在电气工程学士学位程序的学生,赵做她的大部分研究的助理教授 达米亚诺zanotto可穿戴式机器人系统实验室 (WRS)。在WRS实验室,下属有 澳门太阳城官网人工智能,有很多的项目,以帮助病人康复,包括使用 机器人矫形器鞋垫 帮助中风患者和 老年患者 走更好。

中风患者可以恢复丢失的流动性或功能在其与物理治疗武器。但为了最大限度地发挥其恢复的病人需要练习多次,每周需要多次访问康复中心。这个过程是费时,昂贵并且在反复练习的依赖。

赵本山的解决方案是一个很大的成本效益和乐趣。

“我想康复觉得自己像一个视频游戏,”她说。这就是为什么她创造了2自由度触觉操纵杆,机器人辅助治疗设备。设备连接使用符合其康复需求的视频游戏中的病人。赵的操纵杆适用于患者的手臂力量,引导他们按照运动与游戏什么的指示。根据其位置和力反馈,操纵杆将调节力和适应不同病人的康复需求。 “用户将其向左,向右,向上和向下类似于电脑鼠标。该器件具有在中间的角落和操纵杆四台电机。”

一个游戏让患者引导镖移动操纵杆弹出气球。患者可以通过瞄准气球和更高的精度移动获得更高的分数。

A screenshot of the video game
气球游戏截图。信用:干文钊

屡获殊荣的关注

而在最初阶段,操纵杆已经赢得积极关注。

它赢得了赵新泽西本科生科研奖座谈会独立学院基金在今年早些时候。

“我很惊讶我赢了,”赵说,“但很开心。”她和zanotto将出席研讨会在二月和现在的操纵杆。该研讨会由大公司,包括BD,西门子公司和富国银行的医疗设备空间赞助。 “这将是一个很好的机会,”赵说。

赵也赢得了史蒂文斯奖,她在这个项目上工作:2018 Innovation & 创业 summer scholarship award和2018年 中心医疗保健创新 (CHI)的研究奖学金。 “志奖比研讨会给我更大的事情,”赵说。 “这是一个为期一年的研究奖涵盖本学期,让我花了一些我的时间做研究,并接受类功劳呢,除了一个小预算,以帮助完成该项目的下一个。”

克服“很多小的挑战”来解决现实世界的问题

多花时间做研究是两个中风患者,赵自己有价值。 “我最喜欢的部分是整个学习过程,”她说。 “我正在学习在我的大部分本科课程的理论知识。这很重要,但我最感兴趣的是运用这些知识来解决实际问题。”

她能够应用由于这些知识从她的教师导师,博士帮助学生在实验室WRS,像 裕丰张。 “我被他们启发了很多,”她补充道。 “他们是伟大的人民。”

因为他们是乐于助人,赵仍然必须克服“很多小的挑战”来解决现实世界的问题。 “你从课堂上学到的什么是理想的情况下,理论”她说。 “现实世界中的应用是完全不同的。总有系统中的一些校准。存在机械误差,是不可以避免的。他们将永远存在。”

值得庆幸的是,赵生长于这个现实世界问题的解决方案。 “你只需要开发自己的事情,调整控制器给它最好的表现,”她说。 “这就是为什么我喜欢做研究的这种方式。这种实际问题的绝不会拿出一个理论的局面。”

赵将在之后2019年毕业,她希望作为一名电气工程师的工作。 “我想开发的事情,帮助别人。我要让实实在在的事情,的汽车,运动,即采取行动,以应对机器人。那种互动是对我很重要。”

直到这时,她为寻求动手研究经验本科生的其他一些建议。 “一个有趣的研究领域,你想花时间找到一个教授,”她说。 “开始在实验室中尽可能早地。如果我是在我大二那年我现在的实验室,我觉得我会学到更多。”

“如果你在实验室中却没有,但知识是更容易记住它绝对会让你的生活更轻松。在实验室工作应用您在课堂上学到的东西。”

Qianwen Zhao, using her robot-assisted Haptic Joystick therapeutic device in the Wearable Robotic Systems Lab
赵,测试她操纵杆。信用:吨平阳