Spielzeugautos Bieten Kindern Mit Behinderungen Mobilität

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Nsf-finanzierte forscher haben assistive robotics entwickelt, um die nachteiligen auswirkungen der angeborenen immobilität bei kindern mit besonderen bedürfnissen zu überwinden. Dabei wurde ein low-tech-auto verwendet, das die high-tech-lösungen von elektrorollstühlen und high-en kombiniert

Dieser Artikel hinter den Kulissen wurde WordsSideKick.com in Partnerschaft mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Auf dem USA Science & Engineering Festival 2012 wimmelten Kinder von einem Ausstellungsstand der National Science Foundation mit elektrisch betriebenen Spielzeugautos in Kindergröße. Die Assistenten erklärten sorgfältig, wie die Autos zu bedienen sind, die einzigartige Konstruktionen und Bedienungsmerkmale aufweisen. Ein Auto zum Beispiel würde sich nur bewegen, wenn der Kinderfahrer stehen bleibt. Um anzuhalten, musste sich der Fahrer setzen.

Aufgeregte Kinder und ihre Eltern wunderten sich über den Zweck der Autos; schließlich wurden diese autos nicht als gewöhnliches spielzeug auf einer wissenschafts- und technikveranstaltung ausgestellt.

Forscher der University of Delaware hatten die Fahrzeuge speziell für die Mobilität von sehr kleinen Kindern mit besonderen Bedürfnissen entwickelt.

Babys, die Roboter fahren

Kinder, die mit schweren Mobilitätsstörungen, wie z. B. mit Zerebralparese, geboren sind, haben ein erhöhtes Risiko für mobilitätsbedingte Entwicklungsverzögerungen in Bezug auf Kognition, Sprache und Sozialisation. Die tägliche Mobilität im Alter von 1 bis 5 Jahren ist von entscheidender Bedeutung, da in dieser Zeit signifikante Lern-, Gehirn- und Verhaltensentwicklung von der Mobilität abhängig sind.

Das von der NSF finanzierte Projekt, liebevoll "Babies Driving Robots and Racecars" genannt, begann an der University of Delaware, als Sunil Agrawal, Professor an der Fakultät für Maschinenbau, Cole Galloway, Professor an der Abteilung für Physiotherapie, ansprach.

"Dr. Agrawal sagte zu mir: 'Wir haben kleine Roboter, und Sie haben kleine Säuglinge. Glauben Sie, wir können etwas zusammen machen?'", Erklärte Galloway.

Galloway zögerte zunächst; Er konnte sich Babys und Roboter im selben Raum nicht vorstellen, geschweige denn miteinander interagieren. Nachdem er das Labor besucht und Agrawals Roboter in Aktion gesehen hatte, erkannte Galloway die Möglichkeiten.

Cole Galloway (links) und Sunil Agrawal (rechts) mit einem Baby-Bewegungsroboter.

Cole Galloway (links) und Sunil Agrawal (rechts) mit einem Baby-Bewegungsroboter.

Bildnachweis: Evan Krape, Universität von Delaware

Sie gehen weg

Galloway hatte Erfahrung mit Säuglingen, die ihre Bewegungsbewegungen für die Interaktion mit Joysticks verwendeten, und Agrawal hatte Erfahrung in der Rehabilitationsrobotik. Dies veranlasste sie zu einem Brainstorming von Ideen für einen Prototyp, mit dem Kleinkinder mobile Roboter fahren sollten. Sie wollten ein Modellsystem mit experimenteller Robotik entwickeln, das Kindern mit besonderen Bedürfnissen eine entwicklungsrelevante Mobilität ermöglicht.

Bald darauf erstellten die Forscher den ersten Prototyp UD1. Dieses Roboterauto verfügte über einen Joystick und Infrarot-Sonarsensoren mit Software zur Hindernisvermeidung.

Die Forscher testeten den Prototyp im Early Learning Center der Universität, einer Forschungseinrichtung, in der 250 Kinder mit unterschiedlichen Fähigkeiten untergebracht werden können.

In der ersten Gruppenstudie saßen normale sechs Monate alte Kinder in UD1, zogen den Joystick und gingen weg. Die Kinder begannen, die Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen der Bewegung des Joysticks und der Bewegung des Autos zu verstehen. Sobald die Kinder diesen Durchbruch geschafft haben, würden die Forscher sie darin trainieren, die Fahrtrichtung zu steuern.

Verbesserungen gezeigt

Galloway und sein Team begannen, die Ergebnisse der Mobilität der Kinder zu quantifizieren. Die Kinder hatten erhöhte kognitive und sprachliche Ergebnisse sowie bessere motorische Fähigkeiten. Fallberichte zu Säuglingen und Kleinkindern mit Spina bifida und Zerebralparese stellten Verbesserungen der Fahrfertigkeiten und der Entwicklungsergebnisse fest.

Bei so vielen Fortschritten haben die Forscher den UD1-Prototyp in einen leichten, umwandelbaren Rollstuhl / Walker umgewandelt. Das Gerät bot einen eindeutigen Spaßfaktor. Einige Kinder könnten von der Möglichkeit, ihre Gliedmaßen kaum bewegen zu können, mit einem kraftunterstützten Walker lernen, ihre Beine zu bewegen.

"Als die Kinder fortschritten und neugierig auf ihre Umgebung wurden, begann sich das Gerät abzuziehen", sagte Galloway und erklärte, dass die Kinder immer weniger von den Geräten abhängig wurden.

Während die Forschungen von Galloway und Agrawal die Wirksamkeit der Technologie demonstrierten, standen sie vor einem erheblichen Problem. Sobald die Eltern von den Entwicklungsverbesserungen erfuhren, wollten sie unbedingt die Einheiten für ihre Kinder haben. Die Forscher hatten jedoch nur drei Geräte. Galloway wollte den Eltern nicht sagen: "Warten Sie 10 Jahre und dann haben wir vielleicht etwas für Sie."

"Es gibt drei High-End-Roboter auf der ganzen Welt - und sie sind hier bei UD - und offensichtlich gibt es mehr als drei Kinder, die sie brauchen", sagte Galloway.

Tatsächlich gibt es mehr als eine halbe Million Kinder, die unter angeborenen Mobilitätsproblemen leiden.

Autos, die Kindern mit Behinderungen helfen, gewinnen an Mobilität.

Autos, die Kindern mit Behinderungen helfen, gewinnen an Mobilität.

Bildnachweis: Evan Krape, Universität von Delaware

Low-Tech gehen

Galloway erkannte bald, dass der wichtige Aspekt des Geräts die Mobilität war. Wenn sie eine Low-Tech-Plattform schaffen könnten, könnten viel mehr Kinder davon profitieren.

Galloway und sein Team besuchten einen Spielzeugladen; Dort fanden sie Autos, die ihren Zweck erfüllen konnten. Sie modifizierten die Autos elektrisch und mechanisch und verwandelten die High-Tech-Fähigkeiten in einen Low-Tech-Rennwagen.

Die Rennwagen sind eher Spielzeug, ohne Sensoren, die dem Fahrer helfen, Hindernisse zu umgehen.Dies ist jedoch kein Problem, da die Rennwagen dem Kind, das durch die physische Welt navigiert, eine realistischere Erfahrung bieten. Die Rennwagen ermöglichen es den Kindern, sich wie Kinder zu entwickeln, die sich normalerweise entwickeln. Die Rückmeldungen von Familien waren ziemlich positiv.

Die Forscher arbeiten jetzt daran, das Bewusstsein für die Rennwagen zu verbreiten.

Laut Galloway ist das Bewusstsein der Öffentlichkeit in dieser Angelegenheit nicht ausreichend.

"Normalerweise gehen Erwachsene nicht an ihren Arbeitstag, wenn sie über Kinder mit besonderen Bedürfnissen nachdenken. Wenn dies der Fall ist, sehen sie nicht das ganze Bild, bis sie ein Video vom Spielplatz sehen, in dem eines meiner Kinder spielt, verglichen mit einem Kind mit keine Mobilität ", sagte Galloway.

Während die Branche für Elektrorollstühle dem Bedarf an Geräten für Babys bewusst ist, wurden wenig Fortschritte bei der Unterstützung von Säuglingen mit Mobilitätsproblemen gemacht.

Zukünftige Arbeit

Galloway und sein Team arbeiten derzeit an einem kostengünstigen Werkzeugsatz, mit dem Familien Spielzeugrennwagen zu Hause modifizieren können.

Die Forscher werden auch den High-Tech-Prototyp weiterentwickeln. Sie planen den 2020-Prototyp DARE2B, um die SMART-Technologie, eine Option für einen Power-Walker und eine kleinere und effizientere Karosserie einzubeziehen.

Sie arbeiten auch an einem dynamischen Gurtzeug, das einen bestimmten Prozentsatz des Körpergewichts eines Kindes aufnehmen kann. Der Gurt wird an einer Schiene in der Decke befestigt. Wenn der Gurt erfolgreich ist, können Kinder sicher laufen und fallen.

Das USA Science & Engineering Festival war die erste öffentliche Veranstaltung, an der Galloway teilnahm, um das Projekt vorzuführen. Er erwartete kein Interesse an Eltern und Kindern. Außerdem freute er sich, dass nun mehr Leute von dem Projekt erfahren.

"Eine weitere Person zu verstehen, was los ist, ist das, was nötig ist, um mit den Veränderungen zu beginnen", sagte Galloway.

Während des nächsten USA Science & Engineering Festival warten Kinder möglicherweise mit Sorge auf einen neuen Prototyp, der wie eine Mischung aus Bungee-Jumping-Ausrüstung und einer Schaukel aussieht.

Für mehr Informationen:

  • //udel.edu/PR/UDaily/2008/nov/robot110907.html
  • //udel.edu/gobabygo/
  • //nsf.gov/news/news_videos.jsp?cntn_id=123957&media_id=72389&org=NSF
  • //nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=123957
  • //youtube.com/watch?v=jWISOvOiT0o&feature=youtu.be
  • //msnbc.msn.com/id/22345882/ns/health-childrens_health/t/driving-babies-pave-road-disabled-kids/#.UBggaKB06Lk

Anmerkung des Herausgebers: Die in den "Hinter den Kulissen" -Artikeln dargestellten Forscher wurden von der National Science Foundation unterstützt, der mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und -bildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik beauftragten Bundesbehörde. Alle Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen, die in diesem Material zum Ausdruck kommen, sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten der National Science Foundation wider. Siehe das Archiv hinter den Kulissen.


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