Spielzeug-Autos bieten Mobilität für behinderte Kinder


Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Am 2012 USA & Engineering Science Festival schwärmten die Kinder einen National Science Foundation-Messestand mit Elektroantrieb, Kind-sized Spielzeugautos. Assistenten erklärt sorgfältig, wie man die Autos betreiben die einzigartigen Designs und operativen Funktionen vorgestellt. Eines Autos, würde beispielsweise nur bewegen, wenn der Kind Fahrer stehen blieb. Um zu stoppen, musste der Fahrer sitzen.

Begeistert Kinder und ihre Eltern gefragt, über die Autos Zweck; Immerhin waren nicht diese Autos eine Science and engineering Ereignis als gewöhnliches Spielzeug ausgestellt.

Forscher der Universität von Delaware hatte, in der Tat, speziell die Autos ermöglichen Mobilität für sehr junge Kinder mit besonderen Bedürfnissen.

Babys, die Roboter fahren

Kinder mit schweren Mobilitätsbeeinträchtigungen, z. B. mit zerebraler Lähmung, sind einem erhöhten Risiko für mobilitätsbezogene Entwicklungsverzögerungen in Wahrnehmung, Sprache und Sozialisation. Die tägliche Mobilität im Alter von 1 bis 5 ankommt, hängt gegeben, dass das wesentliche lernen, Gehirn- und Verhaltensentwicklung von Mobilität während dieser Zeit.

Die NSF-finanziertes Projekt, liebevoll genannt "Babys fahren Roboter und Rennwagen," begann an der University of Delaware Sunil Agrawal, Professor im Department of Mechanical Engineering, näherte sich Cole Galloway, Professor in der Abteilung für physikalische Therapie.

"Erzählte Dr. Agrawal mir,"haben wir kleine Roboter, und haben Sie kleine Kinder, glauben Sie, dass wir gemeinsam etwas tun können?"" Galloway erklärte.

Galloway zögerte zuerst; Er konnte nicht Babys und Roboter im selben Raum viel weniger Interaktion mit einander vorstellen. Allerdings begann nach dem Besuch im Labors und Agrawal Roboter in Aktion zu sehen, Galloway, die Möglichkeiten zu sehen.

Gehen sie Weg

Galloway hatte Erfahrung mit Kleinkindern mit ihren weitreichenden Bewegungen zur Interaktion mit Joysticks Agrawal hatte Erfahrung in der Rehabilitationsrobotik Dies führte sie zu einem Brainstorming Ideen für einen Prototyp Kleinkinder fahren mobile Roboter zu starten. Sie wollten ein Modellsystem, mit experimentellen Robotik, die Kinder mit besonderen Bedürfnissen mit entwicklungspolitisch wichtige Mobilität bieten könnte zu entwickeln.

Bald nach erstellt die Forscher den ersten Prototypen, UD1. Dieser Roboter-Auto kennzeichnete einen Joystick und Infrarot-Sonar-Sensoren mit Hindernis-Vermeidungs-Software.

Die Forscher untersuchten den Prototyp in der Universität Early Learning Center, eine Forschungseinrichtung, die Platz für 250 Kinder mit unterschiedlichen Fähigkeiten.

In der ersten Gruppe Studie normale 6-Monats-Olds saß in UD1, zog den Joystick und weggehen würde. Die Kinder begannen, die Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen den Joystick und das Auto Bewegung zu verstehen. Sobald die Kinder diesen Durchbruch gemacht, würde die Forscher sie in Fahrtrichtung ihrer Steuern auszubilden.

Verbesserungen gezeigt

Galloway und sein Team begannen, die Ergebnisse der Kinder Mobilität zu quantifizieren. Die Kinder hatten kognitive erhöht und Sprache erzielt, sowie bessere motorische Fähigkeiten. Follow-up Fallberichten bei Säuglingen und Kleinkindern mit Spina Bifida und Zerebralparese festgestellt Verbesserungen in fahrerisches können und Entwicklungsstörungen Partituren.

Mit so viel Fortschritt gezeigt umgebaut die Forscher ein leichtes, Cabrio macht-Stuhl/Walker UD1-Prototyp. Das Gerät bot einen definitive Spaß Faktor. Einige Kinder konnten Fortschritte von kaum in der Lage, ihre Gliedmaßen bewegen, lernen, bewegen Sie ihre Beine mit einem Power-assisted Walker.

"Die Kinder und ihre Umwelt neugierig geworden, begann das Gerät abziehen," sagte Galloway erklärte, dass die Kinder immer weniger abhängig von den Geräten wurden.

Während Galloway und Agrawal Forschung die Technologie Wirksamkeit gezeigt, standen sie ein erhebliches Problem. Sobald Eltern von Entwicklungsstörungen Verbesserungen erfuhr, waren sie verzweifelt, die Einheiten für ihre Kinder haben. Aber die Forscher hatten nur drei Geräte. Galloway wollte nicht die Eltern sagen: "10 Jahre warten und dann vielleicht haben wir etwas für Sie."

"Gibt es drei High-End-Roboter in der ganzen Welt – und hier sind sie bei UD- und natürlich gibt es mehr als drei Kinder, die sie brauchen," sagte Galloway.

In der Tat gibt es mehr als eine halbe Million Kinder, die an angeborenen Behinderung leiden.

Gehen low-tech-

Galloway erkannte bald, dass der wichtige Aspekt des Gerätes war es, Mobilität zu bieten. Wenn sie eine Low-Tech-Plattform schaffen könnten, könnten viele Kinder profitieren.

Galloway und sein Team besuchten einen Spielzeugladen; Dort fand sie Autos, die ihre Zwecke dienen könnten. Sie verändert die Autos elektrisch und mechanisch übertragen die Hightech-Fähigkeiten in einem Low-Tech "Rennwagen".

Die Rennwagen sind eher wie Spielzeug, ohne die Sensoren, die Treiber, die Hindernisse zu vermeiden helfen. Dies ist jedoch kein Problem, weil die Rennwagen ein realistischeres Erlebnis für das Kind, das Navigieren in der physischen Welt sorgen. Die Rennwagen lassen der Kinder mehr benehmen sich wie Kleinkinder in der Regel entwickeln. Die Rückmeldungen der Familien war ziemlich positiv.

Die Forscher arbeiten nun auf die Verbreitung von Bewusstsein für die Rennwagen.

Nach Galloway gibt es nicht genügend öffentliches Bewusstsein zu diesem Thema.

"Erwachsene gehen in der Regel nicht über ihrem Arbeitstag denken über Kinder mit besonderen Bedürfnissen, und falls ja, sehen sie nicht das vollständige Bild, bis sie eine Video des Spielplatzes mit eines meiner Kinder spielen, im Vergleich zu einem Kind mit keine Mobilität sehen", sagte Galloway.

Darüber hinaus während die Elektrorollstuhl Industrie bewusst von der Notwendigkeit der Geräte für Babys ist, gab es wenig Fortschritte bei Säuglingen mit eingeschränkter Mobilität zu helfen.

Künftige Arbeit

Galloway und sein Team arbeiten derzeit an einer kostengünstigen Toolkit, mit denen Familien Spielzeug Rennwagen zu Hause ändern.

Die Forscher werden auch weiterhin Weiterentwicklung des Hightech-Prototyps. Sie planen die 2020-Prototyp, DARE2B SMART Technology, eine Power-Walker-Option und ein kleiner und leistungsfähiger Körper enthalten.

Sie arbeiten auch an einer dynamischen Kabelbaum, die einen bestimmten Prozentsatz des Körpergewichts des Kindes aufnehmen kann. Der Gurt wird auf eine Spur in der Decke befestigt werden. Wenn der Gurt erfolgreich ist, werden Kinder erleben Sie sicher zu Fuß und fallen können.

Die USA & Engineering Science Festival war die erste öffentliche Veranstaltung, die Galloway besucht, um das Projekt zu demonstrieren. Er hatte nicht erwartet, das Niveau der elterlichen und Interesse des Kindes. Darüber hinaus war er froh, dass jetzt mehr Menschen wissen über das Projekt.

"Eine weitere Person zu verstehen, was vor sich geht, ist was es braucht, um Veränderungen, beginnen", sagte Galloway.

Während des nächsten USA & Engineering Science Festivals könnte Kinder sehnsüchtig warten in der Schlange versucht einen neuen Prototyp, der aussieht wie eine Mischung aus Bungee-Jumping-Ausrüstung und eine Schaukel.

Weitere Informationen:

Anmerkung der Redaktion: Dargestellt, die Forscher in Behind the Scenes Artikel von der National Science Foundation, der Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik unterstützt wurden. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.

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