鞋内传感器和移动机器人可以帮助老年人保持活

史蒂文斯理工学院的研究团队携手哥伦比亚大学的多学科专家，共同研发了一种前沿的辅助设备，专为老年人量身打造，旨在帮助他们维持平衡与运动能力。

这项创新的科技背后，是Yi Guo教授与达米亚诺Zanotto助理教授的联合智慧。作为电气和计算机工程以及机器人与自动化实验室的掌门人，郭教授引领着技术前沿的浪潮，而扎努托教授则在机械工程和可穿戴式机器人系统领域深耕多年。他们与哥伦比亚大学医学中心的Ashini K. Rao医生合作，将一种辅助移动机器人伴侣与先进的可穿戴鞋内传感器完美融合。这一系统的核心目标是帮助老年人群保持平衡，减少跌倒风险，从而维持他们的独立生活能力。

对于老年人来说，平衡和运动是至关重要的问题。一旦跌倒，他们保持健康和运动的可能性便会大大降低。郭教授指出：“我们的移动机器人伴侣能够通过维持良好的步行功能，减少跌倒机会并为健康的生活方式做出贡献。”这些机器人不仅引导步行，还通过鞋内传感器监控用户的步态，提供实时反馈并调整锻炼节奏。这一创新项目得到了国家科学基金会的四年期资助。

Zanotto介绍道：“我们将可穿戴传感技术与自动移动机器人相结合。”他进一步强调，这个跨学科的项目充分利用了可穿戴传感技术捕捉人类运动的精确性，以及移动机器人技术在计算能力方面的优势。

该团队正在开发一种智能系统，该系统能够融合鞋内传感器和车载传感器中的实时数据，为机器人提供导航协议，使其与老年人群互动的方式更为自然和谐。这是一个帮助老年人安全步行、维持生活质量的前瞻性方法。

实验室的研究人员正充分发挥其优势，结合智能鞋垫和机器人技术，提供一种实时的步态评估系统。受试者可以通过参与并提供反馈来指导他们的步行锻炼。机器人内置的传感器和智能鞋垫能够帮助人们自主进行在线步态评估。

在COVID期间，社交联系变得尤为重要。郭教授和扎努托正与社交和健康心理学专家合作，为机器人添加社交连接能力，使其与老年人的交互更为直观、吸引人且富有意义。扎努托提到：“机器人同伴将提供电话会议工具，让独自生活的老年人与亲朋好友进行直观、透明的互动。”未来，他们甚至计划将机器人与对话代理如Alexa等进行集成，使其成为一个能够感知并响应周围环境的伴侣机器人。

今年夏天和秋天，学生们在真实环境中测试了系统的实时能力。他们成功监测并评估了受试者在步行过程中的动态稳定性余量，通过鞋内传感器的振动，向受试者传递即时方向信息。这一创新技术已在顶级的机器人技术出版物上发表论文，并得到了行业内的认可。这一重要的协同步骤使工程师的技术专长与对生物识别技术的临床关注以及各地老年人的真实生活紧密相连。