ÎN 2010, HENRY EVANS a văzut un robot la televizor. Era un PR2, de la compania de robotică Willow Garage, iar profesorul de robotică din Georgia Tech, Charlie Kemp, a demonstrat cum PR2 a reușit să localizeze o persoană și să le aducă o sticlă de medicament. Pentru cei mai mulți dintre cei care s-au uitat în acea zi, PR2 a fost puțin mai mult decât o noutate. Dar pentru Evans, robotul avea potențialul de a schimba viața. „Mi-am imaginat PR2 ca un surogat al corpului meu”, spune Evans. „Mi-am imaginat să-l folosesc ca o modalitate de a-mi manipula din nou mediul fizic după ani în care am stat în pat.”
Opt ani mai devreme, la vârsta de 40 de ani, Henry lucra ca director financiar în Silicon Valley când a suferit un atac ca un accident vascular cerebral cauzat de un defect congenital și, peste noapte, a devenit o persoană necuvântătoare, cu tetraplegie. „Într-o zi eram un 6’4”, 200 lb. executiv”, a scris Evans pe blogul său în 2006. „Întotdeauna am fost extrem de independent, probabil din vină. Cu o singură lovitură am devenit complet dependent de tot... Fiecare lucru pe care vreau să-l fac, trebuie să cer altcuiva să facă și să depind de ei pentru a-l face." Evans este capabil să-și miște ochii, capul și gâtul și să-și miște ușor degetul mare stâng. Poate controla un computer cursorul utilizând mișcările capului și o tastatură pe ecran pentru a tasta la aproximativ 15 cuvinte pe minut, așa cum a comunicat cu IEEE Spectrum pentru această poveste.
Henry Evans se rade cu ajutorul unui robot PR2 în 2012.
După ce au luat legătura cu Kemp de la Georgia Tech și în parteneriat cu Willow Garage, Evans și soția sa Jane au început să colaboreze cu robotiștii la un proiect numit Robots for Humanity. Scopul a fost de a găsi modalități de extindere a independenței persoanelor cu dizabilități, ajutându-le și, la fel de important, îngrijitorii lor să trăiască o viață mai bună și mai împlinită. PR2 a fost prima dintre multele tehnologii de asistență dezvoltate prin Robots for Humanity, iar Henry a putut, în cele din urmă, să folosească robotul pentru a se ajuta (printre altele) să se radă și să-și zgârie propria mâncărime pentru prima dată într-un deceniu.
„Roboții sunt ceva care a fost întotdeauna SF pentru mine”, mi-a spus Jane Evans. „Când am început prima călătorie cu Henry, nu mi-a intrat niciodată în minte că voi avea un robot în casa mea. Dar i-am spus lui Henry: „Sunt gata să iau această aventură cu tine”. Toată lumea are nevoie de un scop în viață. Henry și-a pierdut acel scop când a rămas prins în corpul său și să-l văd îmbrățișând un nou scop – care i-a redat viața soțului meu.”
Henry subliniază că un dispozitiv de asistență nu trebuie doar să crească independența persoanei cu dizabilități, ci și să ușureze viața îngrijitorului. „Îngrijitorii sunt foarte ocupați și nu au niciun interes (și adesea nicio aptitudine pentru) tehnologie”, explică el. „Deci, dacă nu este foarte simplu de configurat și nu le economisește o perioadă semnificativă de timp, pur și simplu nu se va obișnui.”
Deși PR2 avea mult potențial, era prea mare, prea scump și prea tehnic pentru o utilizare obișnuită în lumea reală. „A costat 400 USD,000”, își amintește Jane. „A cântărit 400 de lire sterline. Ne-ar putea distruge casa dacă s-ar fi lovit de lucruri! Dar mi-am dat seama că PR2 este ca primele computere – și dacă asta este necesar pentru a învăța cum să ajuți pe cineva, merită.”
Pentru Henry și Jane, PR2 a fost mai degrabă un proiect de cercetare decât un instrument util. Același lucru a fost și pentru Kemp de la Georgia Tech – un robot la fel de nepractic precum PR2 nu ar putea avea niciodată un impact direct în afara unui context de cercetare. Și Kemp avea ambiții mai mari. „Încă de la început, am încercat să ne ducem roboții în case reale și să interacționăm cu oameni reali”, spune el. Pentru a face asta cu un PR2 a fost nevoie de asistența unei echipe de robotiști cu experiență și a unui camion cu o poartă electrică. La opt ani după proiectul Robots for Humanity, ei încă nu aveau un robot suficient de practic pentru ca oameni ca Henry și Jane să-l folosească efectiv. „Am găsit asta incredibil de frustrant”, își amintește Kemp.
În 2016, Kemp a început să lucreze la proiectarea unui nou robot. Robotul ar folosi ani de progrese în hardware și putere de calcul pentru a face multe dintre lucrurile pe care PR2 le-ar putea face, dar într-un mod simplu, sigur și accesibil. Kemp a găsit un spirit înrudit în Aaron Edsinger, care, la fel ca Kemp, obținuse un doctorat. la MIT sub conducerea lui Rodney Brooks. Edsinger a co-fondat apoi un startup de robotică care a fost achiziționat de Google în 2013. „Am devenit frustrat de complexitatea roboților care erau construiți pentru a manipula în medii acasă și în jurul oamenilor”, spune Edsinger. „[Ideea lui Kemp] a rezolvat o mulțime de probleme într-un mod elegant.” În 2017, Kemp și Edsinger au fondat Hello Robot pentru a-și face viziunea reală.
Robotul pe care l-au proiectat Kemp și Edsinger se numește Stretch. Este mic și ușor, ușor de mutat de către o singură persoană. Și cu un preț comercial de 20 USD,000, Stretch este o mică parte din costul unui PR2. Costul mai mic se datorează simplității Stretch - are un singur braț, cu suficiente grade de libertate pentru a-i permite să se miște în sus și în jos și să se extindă și să se retragă, împreună cu o articulație a încheieturii mâinii care se îndoaie înainte și înapoi. Gripperul de la capătul brațului se bazează pe un instrument de asistență popular (și ieftin) pe care Kemp l-a găsit pe Amazon. Sensingul este axat pe cerințele funcționale, cu evitarea obstacolelor de bază pentru bază, împreună cu o cameră de adâncime pe un cap de rotire și înclinare în partea de sus a robotului. Stretch este, de asemenea, capabil să îndeplinească sarcini de bază în mod autonom, cum ar fi prinderea obiectelor și deplasarea dintr-o cameră în cameră.
Această abordare minimalistă a manipulării mobile are beneficii dincolo de menținerea Stretch la prețuri accesibile. Roboții pot fi dificil de controlat manual, iar fiecare articulație suplimentară adaugă un plus de complexitate. Chiar și pentru utilizatorii fără dizabilități, direcționarea unui robot cu multe grade diferite de libertate folosind o tastatură sau un game pad poate fi plictisitoare și necesită experiență substanțială pentru a face bine. Simplitatea Stretch îl poate face un instrument mai practic decât roboții cu mai mulți senzori sau grade de libertate, în special pentru utilizatorii începători sau pentru utilizatorii cu deficiențe care pot limita modul în care sunt capabili să interacționeze cu robotul.
Un robot Stretch sub controlul lui Henry Evans o ajută pe soția sa, Jane, cu pregătirea mesei și curățenia.
„Cel mai important lucru pe care Stretch trebuie să îl facă pentru un pacient este să dea sens vieții sale”, explică Jane Evans. „Acest lucru se traduce prin contribuția la anumite activități care fac casa să funcționeze, astfel încât acestea să nu se simtă lipsite de valoare. Întinderea poate ușura o parte din povara îngrijitorului, astfel încât acesta să poată petrece mai mult timp cu pacientul”. Henry este foarte conștient de această povară, motiv pentru care se concentrează cu Stretch pe „sarcini banale, repetitive care, altfel, iau timp îngrijitorului”.
Vy Nguyen este un terapeut ocupațional care a lucrat cu Hello Robot pentru a integra Stretch într-un rol de îngrijire. Cu un grant de 2,5 milioane de dolari pentru cercetarea inovației în afaceri mici de la National Institutes of Health și în parteneriat cu Wendy Rogers de la Universitatea Illinois Urbana-Champaign și Maya Cakmak de la Universitatea din Washington, Nguyen ajută la găsirea unor modalități prin care Stretch poate fi util în viața de zi cu zi a soților Evan.
Există multe sarcini care pot fi frustrante pentru pacient de care depinde de îngrijitor, spune Nguyen. De câteva ori pe oră, Henry suferă de mâncărimi pe care nu le poate zgâria și pe care le descrie ca fiind debilitante. În loc să-i ceară ajutor lui Jane, Henry îl poate pune pe Stretch să ridice un instrument de zgâriat și să folosească robotul pentru a zgâria el însuși acele mâncărimi. Deși acest lucru poate părea un lucru relativ mic, este extrem de important pentru Henry, îmbunătățindu-și calitatea vieții, reducând în același timp dependența de familie și îngrijitori. „Stretch poate face o punte între lucrurile pe care Henry le-a făcut înainte de accident vascular cerebral și lucrurile pe care aspiră să le facă acum, permițându-i să-și îndeplinească activitățile de zi cu zi și obiectivele personale într-un mod diferit și adaptabil prin intermediul unui robot”, explică Nguyen. „Stretch devine o extensie a lui Henry însuși”.
Aceasta este o proprietate unică a unui robot mobil care îl face deosebit de valoros pentru persoanele cu dizabilități: Stretch îi oferă lui Henry propria agenție în lume, care deschide posibilități care depășesc cu mult terapia ocupațională tradițională. „Cercetătorii sunt foarte creativi și au găsit mai multe utilizări pentru Stretch pe care nu mi le-aș fi imaginat niciodată”, notează Henry. Prin Stretch, Henry a reușit să joace poker cu prietenii săi fără a fi nevoit să se bazeze pe un coechipier pentru a-și gestiona cărțile. El poate trimite rețete la o imprimantă, le poate prelua și le poate aduce lui Jane în bucătărie, în timp ce ea gătește. El o poate ajuta pe Jane să livreze mesele, să-i curețe vasele și chiar să transporte un coș cu rufe la spălătorie. Sarcinile simple ca acestea sunt poate cele mai semnificative, spune Jane. „Cum o faci pe acea persoană să simtă că ceea ce contribuie este important și merită? Am văzut că Stretch poate să profite de asta. Este uriaș.”
Într-o zi, Henry a folosit Stretch pentru a-i oferi lui Jane un trandafir. Înainte de asta, ea spune: „De fiecare dată când culegea flori pentru mine, îi mulțumesc lui Henry împreună cu îngrijitorul. Dar când Henry mi-a dat trandafirul prin Stretch, nu mai era nimeni altcineva căruia să-i mulțumesc în afară de el. Și bucuria din Fața lui când mi-a dat trandafirul a fost incredibil”.
De asemenea, Henry a putut să folosească Stretch pentru a interacționa cu nepoata sa de trei ani, care nu este destul de mare pentru a-și înțelege dizabilitatea și l-a văzut anterior, spune Jane, ca pe o piesă de mobilier. Prin Stretch, Henry a reușit să joace mici jocuri de baschet și bowling cu nepoata sa, care îl numește „Papa Wheelie”. „Știe că este Henry”, spune Nguyen, „și robotul a ajutat-o să-l vadă ca pe o persoană cu care se poate juca și se poate distra cu ea într-un mod foarte cool”.
Persoana care lucrează cel mai mult pentru a transforma Stretch într-un instrument practic este Henry. Asta înseamnă „împingerea robotului la limitele sale pentru a vedea tot ce poate face”, spune el. În timp ce Stretch este capabil fizic să facă multe lucruri (și Henry și-a extins aceste capacități prin proiectarea de accesorii personalizate pentru robot), una dintre cele mai mari provocări pentru utilizator este să găsească modalitatea potrivită de a-i spune robotului exact cum să facă ceea ce vrei. a face.
Henry a colaborat cu cercetătorii pentru a-și dezvolta propria interfață grafică pentru a face controlul manual al Stretch mai ușor, cu mai multe vizualizări ale camerei și butoane mari de pe ecran. Dar potențialul Stretch de funcționare parțial sau complet autonomă este ceea ce va face robotul cel mai de succes. Robotul se bazează pe „un tip foarte particular de autonomie, numit autonomie de asistență”, explică Jane. „Adică Henry deține controlul robotului, dar robotul îi face mai ușor lui Henry să facă ceea ce vrea să facă”. Ridicarea instrumentului său de zgâriere, de exemplu, este plictisitor și consuma mult timp sub control manual, deoarece robotul trebuie mutat exact în poziția potrivită pentru a prinde unealta. Autonomia de asistență îi oferă lui Henry control la un nivel superior, astfel încât să-l poată direcționa pe Stretch să se deplaseze singur în poziția potrivită. Stretch are acum un meniu de subrutine de mișcare preînregistrate din care Henry poate alege. „Pot antrena robotul să efectueze o serie de mișcări rapid, dar încă sunt în control complet asupra acestor mișcări”, spune el.
Henry adaugă că obținerea autonomiei de asistență a robotului la un punct în care este funcțional și ușor de utilizat este cea mai mare provocare în acest moment. Stretch poate naviga în mod autonom prin casă, iar brațul și prinderea pot fi de asemenea controlate în mod fiabil. Dar trebuie depusă mai multă muncă pentru furnizarea de interfețe simple (cum ar fi controlul vocal) și pentru a vă asigura că robotul este ușor de pornit și nu se oprește în mod neașteptat. Până la urmă, este încă hardware de cercetare. Odată ce provocările legate de autonomie, interfețe și fiabilitate sunt abordate, spune Henry, „conversația se va îndrepta către probleme legate de costuri”.
Henry Evans folosește un robot Stretch pentru a se hrăni cu ouă amestecate.
Un preț de 20 USD000 pentru un robot este substanțial și întrebarea este dacă Stretch poate deveni suficient de util pentru a-și justifica costul pentru persoanele cu deficiențe cognitive și fizice. „Vom continua să repetăm pentru a face Stretch mai accesibil,” spune Charlie Kemp de la Hello Robot. „Vrem să facem roboți pentru casă care să poată fi folosiți de toată lumea și știm că accesibilitatea este o cerință pentru majoritatea caselor.”
Dar chiar și la prețul actual, dacă Stretch este capabil să reducă nevoia de îngrijitor uman în anumite situații, robotul va începe să se plătească singur. Îngrijirea umană este foarte costisitoare – media la nivel național este de peste 5 USD000 pe lună pentru un asistent medical la domiciliu, care este pur și simplu inaccesibil pentru mulți oameni și un robot care ar putea reduce nevoia de îngrijire umană cu câteva ore. săptămâna s-ar achita de la sine în doar câțiva ani. Și asta nu ține cont de valoarea îngrijirii acordate de rude. Chiar și pentru soții Evans, care au un îngrijitor angajat, o mare parte din îngrijirea zilnică a lui Henry revine lui Jane. Aceasta este o situație obișnuită în care se găsesc familiile și, de asemenea, Stretch poate fi de ajutor în mod deosebit: permițând unor oameni ca Henry să-și gestioneze mai multe nevoile lor, fără a fi nevoiți să se bazeze exclusiv pe ajutorul altcuiva.
Henry Evans folosește interfața sa grafică personalizată pentru a controla robotul Stretch pentru a ridica un prosop,
puneți prosopul într-un coș de rufe și apoi tractați coșul de rufe la spălătorie.
Stretch are încă unele limitări semnificative. Robotul poate ridica doar aproximativ 2 kilograme, deci nu poate manipula corpul sau membrele lui Henry, de exemplu. De asemenea, nu are cum să urce și să coboare scările, nu este conceput pentru a ieși afară și necesită totuși multă intervenție tehnică. Și oricât de capabil ar deveni Stretch (sau roboți precum Stretch), Jane Evans este sigură că nu vor putea înlocui niciodată îngrijitorii umani și nici nu și-ar dori să o facă. „Este privirea în ochi de la o persoană la alta”, spune ea. „Sunt cuvintele care ies din tine, emoțiile. Atingerea umană este atât de importantă. Acea înțelegere, acea compasiune — un robot nu poate înlocui asta.”
Stretch poate fi încă departe de a deveni un produs de larg consum, dar cu siguranță există interes pentru el, spune Nguyen. „Am vorbit cu alți oameni care suferă de paralizie și ar dori un Stretch pentru a-și promova independența și pentru a reduce cantitatea de asistență pe care o cer frecvent îngrijitorilor lor. Poate că ar trebui să judecăm utilitatea unui robot de asistență nu după sarcinile pe care le poate îndeplini pentru un pacient, ci mai degrabă în funcție de ceea ce reprezintă robotul pentru acel pacient și pentru familia și îngrijitorii acestuia. Experiența lui Henry și Jane arată că chiar și un robot cu capacități limitate poate avea un impact enorm asupra utilizatorului. Pe măsură ce roboții devin mai capabili, acest impact va crește doar.
„Cu siguranță văd roboți precum Stretch în casele oamenilor”, spune Jane. "Când, întrebarea este? Nu simt că este la eoni depărtare. Cred că ne apropiem." Roboții de casă utili nu pot veni destul de curând, așa cum ne reamintește Jane: „Vom fi cu toții acolo într-o zi, într-un fel, formă sau formă”. Societatea umană îmbătrânește rapid. Cei mai mulți dintre noi vor avea în cele din urmă nevoie de ajutor în activitățile vieții de zi cu zi și, înainte de atunci, ne vom ajuta prietenii și familia. Roboții au potențialul de a ușura această povară pentru toată lumea.
Și pentru Henry Evans, Stretch face deja diferența. „Se spune că ultimul lucru care poate muri este speranța”, spune Henry. „Pentru persoanele cu handicap grav, pentru care descoperirile medicale miraculoase nu par fezabile în viața noastră, roboții sunt cea mai bună speranță pentru o independență semnificativă”.
Articolul este reprodus pe site:https://spectrum.ieee.org/stretch-assistive-robot