Stretch with Stretch: Physical Therapy Exercise Games Led by a Mobile Manipulator

要約

理学療法 (PT) は、パーキンソン病 (PD) の治療など、多くのリハビリテーション計画の重要な要素です。
しかし、理学療法士は不足しており、自己指導型PTの遵守率も低い。
ロボットには理学療法士をサポートし、自己誘導型 PT の遵守を高める可能性がありますが、これまでのロボット システムは大きくて動かないため、家庭や診療所で使用するには障害となる可能性があります。
我々は、PD のある高齢者向けのストレッチ運動ゲームを主導する新しいロボット システムであるストレッチ ウィズ ストレッチ (SWS) を紹介します。
SWS は、PT 演習を視覚的および口頭でユーザーにガイドする小型軽量のモバイル マニピュレータ (ハロー ロボット ストレッチ RE1) で構成されています。
ロボットのソフト エンド エフェクターは、ユーザーが手、足、膝で繰り返し手を伸ばして押すターゲットとして機能します。
各エクササイズでは、視覚的に推定された運動学モデル、触覚的に推定された動作範囲、および個人の運動パフォーマンスを介して、ターゲットの位置が個人に合わせてカスタマイズされます。
このシステムには、ロボットからの効果音と言葉によるフィードバックが含まれており、ユーザーがセッション中ずっと集中力を維持し、認知運動で身体運動を強化します。
私たちは、PD 患者 (n=10) がシステムを使用して 6 つのエクササイズを行うユーザー調査を実施しました。
参加者は、SWS が便利で使いやすいと認識しました。
彼らはまた、軽度から中程度の知覚労作（RPE）も報告しました。

要約(オリジナル)

Physical therapy (PT) is a key component of many rehabilitation regimens, such as treatments for Parkinson’s disease (PD). However, there are shortages of physical therapists and adherence to self-guided PT is low. Robots have the potential to support physical therapists and increase adherence to self-guided PT, but prior robotic systems have been large and immobile, which can be a barrier to use in homes and clinics. We present Stretch with Stretch (SWS), a novel robotic system for leading stretching exercise games for older adults with PD. SWS consists of a compact and lightweight mobile manipulator (Hello Robot Stretch RE1) that visually and verbally guides users through PT exercises. The robot’s soft end effector serves as a target that users repetitively reach towards and press with a hand, foot, or knee. For each exercise, target locations are customized for the individual via a visually estimated kinematic model, a haptically estimated range of motion, and the person’s exercise performance. The system includes sound effects and verbal feedback from the robot to keep users engaged throughout a session and augment physical exercise with cognitive exercise. We conducted a user study for which people with PD (n=10) performed 6 exercises with the system. Participants perceived the SWS to be useful and easy to use. They also reported mild to moderate perceived exertion (RPE).

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