У 2010 році ГЕНРІ ЕВАНС побачив робота по телевізору. Це був PR2 від робототехнічної компанії Willow Garage, і професор робототехніки Georgia Tech Чарлі Кемп демонстрував, як PR2 може знайти людину та принести їй пляшку ліків. Для більшості людей, які дивилися того дня, PR2 був не більш ніж новинкою. Але для Еванса робот мав потенціал змінити життя. «Я уявляв собі PR2 як сурогат свого тіла», — каже Еванс. «Я уявив, що використовую це як спосіб знову маніпулювати своїм фізичним середовищем після багатьох років простого лежання в ліжку».
Вісім років тому, у віці 40 років, Генрі працював фінансовим директором у Силіконовій долині, коли у нього стався напад, схожий на інсульт, спричинений вродженою вадою, і в одну ніч він став нерозмовною людиною з квадриплегією. «Одного дня я був 6'4», 200 фунтів. виконавчий", - написав Еванс у своєму блозі в 2006 році. "Я завжди був надзвичайно незалежним, мабуть, з помилки. Одним ударом я став повністю залежним від усього... Кожну річ, яку я хочу зробити, я повинен просити когось зробити, і покладатися на них." Еванс може рухати очима, головою та шиєю, а також злегка рухати великим пальцем лівої руки. Він може керувати комп'ютером. курсор, використовуючи рухи голови та екранну клавіатуру, щоб друкувати зі швидкістю приблизно 15 слів на хвилину, саме так він спілкувався з IEEE Spectrum для цієї історії.
Генрі Еванс голиться за допомогою робота PR2 у 2012 році.
Після контакту з Кемпом у Georgia Tech і в партнерстві з Willow Garage Еванс і його дружина Джейн почали співпрацювати з робототехніками над проектом під назвою Robots for Humanity. Мета полягала в тому, щоб знайти способи розширити незалежність людей з обмеженими можливостями, допомогти їм і, що не менш важливо, їхнім опікунам жити краще та повноцінніше. PR2 був першою з багатьох допоміжних технологій, розроблених у рамках Robots for Humanity, і зрештою Генрі зміг використовувати робота, щоб (серед іншого) допомогти собі поголитися та почухати власний свербіж уперше за десятиліття.
«Роботи — це те, що для мене завжди було науковою фантастикою», — сказала мені Джейн Еванс. «Коли я вперше розпочав цю подорож із Генрі, мені й на думку не спадало, що у мене вдома буде робот. Але я сказав Генрі: «Я готовий взяти цю пригоду з тобою». Кожному потрібна мета в житті. Генрі втратив цю мету, коли опинився в пастці свого тіла, і побачити, як він приймає нову мету, це повернуло моєму чоловікові його життя».
Генрі наголошує, що допоміжний пристрій має не тільки збільшити незалежність інваліда, але й полегшити життя опікуна. «Доглядальники надзвичайно зайняті й не цікавляться технологіями (і часто не мають здібностей до них), — пояснює він. «Отже, якщо його непросто налаштувати і він не заощадить їм значну кількість часу, до нього просто не звикнуть».
Хоча PR2 мав великий потенціал, він був занадто великим, занадто дорогим і занадто технічним для звичайного використання в реальному світі. «Це коштувало 400 доларів,000», — згадує Джейн. «Він важив 400 фунтів. Він міг би зруйнувати наш будинок, якби наштовхнувся на речі! Але я зрозумів, що PR2 схожий на перші комп’ютери — і якщо це те, що потрібно, щоб навчитися комусь допомагати, це того варте».
Для Генрі та Джейн PR2 був радше дослідницьким проектом, ніж корисним інструментом. Те саме було з Кемпом у Georgia Tech — такий непрактичний робот, як PR2, ніколи не міг мати прямого впливу поза дослідницьким контекстом. А Кемп мав більші амбіції. «З самого початку ми намагалися перенести наших роботів у реальні домівки та спілкуватися з реальними людьми», — каже він. Щоб зробити це з PR2, потрібна допомога команди досвідчених робототехніків і вантажівка з підйомними воротами з електроприводом. Через вісім років проекту «Роботи для людства» вони все ще не мали достатньо практичного робота, яким могли б користуватися такі люди, як Генрі та Джейн. «Мене це неймовірно засмучувало», — згадує Кемп.
У 2016 році Кемп почав працювати над дизайном нового робота. Робот використовуватиме роки прогресу в апаратному забезпеченні та обчислювальній потужності, щоб виконувати багато речей, які може робити PR2, але простим, безпечним і доступним способом. Кемп знайшов споріднену душу в Аароні Едсінгері, який, як і Кемп, отримав ступінь доктора філософії. в MIT під керівництвом Родні Брукса. Потім Едсінгер став співзасновником робототехнічного стартапу, який був придбаний Google у 2013 році. «Я був розчарований складністю роботів, створених для маніпуляцій у домашніх умовах і навколо людей», — каже Едсінгер. «[Ідея Кемпа] вирішила багато проблем елегантним способом». У 2017 році Кемп і Едсінгер заснували Hello Robot, щоб втілити своє бачення в життя.
Робот, розроблений Кемпом і Едсінгером, називається Stretch. Він невеликий і легкий, його легко перенести одній людині. І з комерційною ціною 20 доларів США000 Stretch становить незначну частку вартості PR2. Нижча вартість пояснюється простотою Stretch — він має одну руку з достатнім ступенем свободи, щоб дозволити йому рухатися вгору-вниз, розгинати та втягувати, а також зап’ястяний суглоб, який згинається вперед-назад. Захват на кінці руки заснований на популярному (і недорогому) допоміжному інструменті для захоплення, який Кемп знайшов на Amazon. Зондування зосереджено на функціональних вимогах із базовим уникненням перешкод для основи разом із камерою глибини на поворотно-нахильній головці у верхній частині робота. Stretch також здатний автономно виконувати базові завдання, як-от захоплення предметів і пересування з кімнати в кімнату.
Цей мінімалістичний підхід до мобільних маніпуляцій має переваги, окрім збереження доступності Stretch. Роботами може бути важко керувати вручну, і кожен додатковий шарнір додає додаткової складності. Навіть для користувачів без обмежених можливостей керування роботом із багатьма різними ступенями свободи за допомогою клавіатури чи ігрового планшета може бути виснажливим і потребує значного досвіду, щоб працювати добре. Простота Stretch може зробити його більш практичним інструментом, ніж роботи з більшою кількістю датчиків або ступенів свободи, особливо для користувачів-початківців або для користувачів із вадами, які можуть обмежити їхню можливість взаємодії з роботом.
Робот Stretch під керуванням Генрі Еванса допомагає його дружині Джейн готувати їжу та прибирати.
«Найважливіше, що Stretch робить для пацієнта, — це надавати сенс його життю», — пояснює Джейн Еванс. «Це означає сприяння певним заходам, які змушують будинок працювати, щоб вони не почувалися нікчемними. Розтяжка може полегшити певну частину тягаря опікуна, щоб той міг проводити більше часу з пацієнтом». Генрі чітко усвідомлює цей тягар, тому він зосереджується на Stretch на «буденних, повторюваних завданнях, які в іншому випадку забирають час у доглядальника».
Ві Нгуєн – ерготерапевт, який працював із Hello Robot над інтеграцією Stretch у роль опікуна. Завдяки гранту на дослідження інновацій у малому бізнесі в розмірі 2,5 мільйона доларів від Національного інституту охорони здоров’я та в партнерстві з Венді Роджерс з Університету штату Іллінойс Урбана-Шампейн і Майєю Чакмак з Університету Вашингтона Нгуєн допомагає знайти способи, за допомогою яких Stretch може бути корисним у повсякденне життя Еванів.
Є багато завдань, які можуть розчаровувати пацієнта і залежати від опікуна, каже Нгуєн. Кілька разів на годину Генрі страждає від свербежу, який він не може почухати і який він описує як виснажливий. Замість того, щоб просити Джейн про допомогу, Генрі може натомість попросити Стретча взяти інструмент для подряпин і використати робота, щоб сам подряпати свербіж. Хоча це може здатися відносно дрібницею, для Генрі це надзвичайно важливо, оскільки покращує якість його життя, одночасно зменшуючи його залежність від сім’ї та опікунів. «Stretch може подолати розрив між тим, що Генрі робив до інсульту, і тим, що він прагне робити зараз, дозволяючи йому виконувати свою повсякденну діяльність і особисті цілі іншим і адаптованим способом за допомогою робота», — пояснює Нгуєн. «Стретч стає продовженням самого Генрі».
Це унікальна властивість мобільного робота, яка робить його особливо цінним для людей з обмеженими можливостями: Stretch дає Генрі власне агентство у світі, яке відкриває можливості, які виходять далеко за рамки традиційної ерготерапії. «Дослідники дуже креативні та знайшли кілька способів використання Stretch, про які я ніколи б не подумав», — зазначає Генрі. Завдяки Stretch Генрі міг грати в покер зі своїми друзями, не покладаючись на товариша по команді, щоб розібрати його карти. Він може надіслати рецепти на принтер, отримати їх і принести Джейн на кухню, коли вона готує. Він може допомогти Джейн доставити їжу, прибрати для неї посуд і навіть доставити кошик із білизною до пральні. Прості завдання, як ці, мабуть, найбільш значущі, каже Джейн. «Як зробити так, щоб ця людина відчула, що те, що вона робить, є важливим і вартим уваги? Я бачив, як Стретч зміг це використати. Це чудово».
Одного разу Генрі використав Stretch, щоб подарувати Джейн троянду. Перед цим вона каже: «Кожного разу, коли він збирав для мене квіти, я дякую Генрі разом із опікуном. Але коли Генрі передав мені троянду через Стретч, не було нікого, щоб подякувати, крім нього. І радість у Його обличчя, коли він простягнув мені цю троянду, було неймовірним».
Генрі також зміг використовувати Stretch, щоб спілкуватися зі своєю трирічною онукою, яка ще недостатньо доросла, щоб зрозуміти його інвалідність, і раніше сприймала його, каже Джейн, як щось на зразок предмета меблів. Завдяки Stretch Генрі міг пограти в баскетбол і боулінг зі своєю онукою, яка називає його «Папа Вілі». «Вона знає, що це Генрі, — каже Нгуєн, — і робот допоміг їй побачити в ньому людину, яка може класно грати з нею та розважатися з нею».
Генрі найбільше доклав зусиль, щоб перетворити Stretch на практичний інструмент. Це означає «довести робота до межі можливостей, щоб побачити все, що він може», — каже він. Незважаючи на те, що Stretch фізично здатний робити багато речей (і Генрі розширив ці можливості, розробивши спеціальні аксесуари для робота), одна з найбільших проблем для користувача полягає в тому, щоб знайти правильний спосіб сказати роботові, як саме робити те, що ви хочете. зробити.
Генрі співпрацював із дослідниками, щоб розробити власний графічний інтерфейс користувача, щоб полегшити ручне керування Stretch, за допомогою кількох камер і великих екранних кнопок. Але потенціал Stretch для частково або повністю автономної роботи - це те, що зрештою зробить робота найбільш успішним. Робот покладається на «особливий вид автономії, який називається допоміжною автономією», — пояснює Джейн. «Тобто Генрі контролює робота, але робот полегшує Генрі робити те, що він хоче». Наприклад, брати його дряпаючий інструмент утомливо і займає багато часу під ручним керуванням, тому що робота потрібно перемістити в правильне положення, щоб схопити інструмент. Допоміжна автономія дає Генрі контроль вищого рівня, тож він може керувати Stretch самостійно переміщатися в потрібне положення. У Stretch тепер є меню попередньо записаних підпрограм руху, з яких Генрі може вибрати. «Я можу навчити робота швидко виконувати серію рухів, але я все ще повністю контролюю, що це за рухи», — каже він.
Генрі додає, що зараз найбільшою проблемою є доведення допоміжної автономії робота до стану, коли він стане функціональним і простим у використанні. Стретч може самостійно переміщатися по будинку, а рукоятка і захват також можуть надійно контролюватися. Але потрібно ще більше попрацювати над забезпеченням простих інтерфейсів (наприклад, голосового керування), а також над тим, щоб робот легко вмикався і не вимикався несподівано. Зрештою, це все ще дослідницьке обладнання. Коли проблеми з автономністю, інтерфейсами та надійністю будуть розглянуті, за словами Генрі, «розмова перейде до питань вартості».
Генрі Еванс використовує робота Stretch, щоб годувати себе яєчнею.
Ціна робота в 20 000 доларів США є значною, і виникає питання, чи може Stretch стати достатньо корисним, щоб виправдати свою вартість для людей з когнітивними та фізичними вадами. «Ми збираємося продовжувати ітерації, щоб зробити Stretch доступнішим», — каже Чарлі Кемп із Hello Robot. «Ми хочемо створювати роботів для дому, якими міг би користуватися кожен, і ми знаємо, що доступність є вимогою для більшості домів».
Але навіть за нинішньої ціни, якщо Stretch зможе зменшити потребу в доглядальнику в деяких ситуаціях, робот почне окупати себе. Догляд за людьми дуже дорогий — середній показник по країні становить понад 5 доларів США000 на місяць для домашнього санітара, що просто недоступно багатьом людям, і робот, який може зменшити потребу в догляді за людьми на кілька годин на день тиждень окупиться всього за кілька років. І це не враховуючи цінність турботи рідних. Навіть для Евансів, у яких є найнятий доглядальник, велика частина щоденного догляду Генрі лягає на Джейн. Це звичайна ситуація для сімей, і це також те, де Stretch може бути особливо корисним: дозволяючи таким людям, як Генрі, керувати більшою кількістю власних потреб, не покладаючись виключно на чиюсь допомогу.
Генрі Еванс використовує свій власний графічний інтерфейс користувача, щоб керувати роботом Stretch, щоб підняти рушник,
покладіть рушник у кошик для білизни, а потім відтягніть кошик для білизни до пральні.
Stretch все ще має деякі значні обмеження. Робот може піднімати лише близько 2 кілограмів, тому, наприклад, він не може маніпулювати тілом чи кінцівками Генрі. Він також не має можливості підніматися та спускатися сходами, не призначений для виходу на вулицю, і все одно потребує багато технічного втручання. І незалежно від того, наскільки здібними стануть Стретч (або роботи на кшталт Стретча), Джейн Еванс впевнена, що вони ніколи не зможуть замінити людей, які доглядають за ними, і вона цього не хотіла б. «Це погляд в очі однієї людини іншій», — каже вона. «Це слова, які виходять з вас, емоції. Людський дотик такий важливий. Це розуміння, це співчуття — робот не може замінити це».
Можливо, стретч ще далекий від того, щоб стати споживчим продуктом, але інтерес до нього, безумовно, є, каже Нгуєн. «Я спілкувався з іншими людьми, які мають параліч, і вони хотіли б, щоб Stretch сприяв їхній незалежності та зменшив кількість допомоги, яку вони часто просять надати опікунів». Можливо, ми повинні судити про корисність допоміжного робота не за завданнями, які він може виконувати для пацієнта, а радше за тим, що робот представляє для цього пацієнта, а також для його родини та опікунів. Досвід Генрі та Джейн показує, що навіть робот з обмеженими можливостями може мати величезний вплив на користувача. Оскільки роботи стають більш здібними, цей вплив лише зростатиме.
«Я точно бачу таких роботів, як Стрейч, у домівках людей», — каже Джейн. «Коли, це питання? Я не відчуваю, що це ще багато років. Мені здається, ми наближаємось». Поміжні домашні роботи не можуть з’явитися досить скоро, як нагадує нам Джейн: «Колись ми всі будемо там у певній формі чи формі». Людське суспільство стрімко старіє. Більшості з нас з часом знадобиться допомога в повсякденних справах, а до цього ми будемо допомагати друзям і родині. Роботи мають потенціал, щоб полегшити цей тягар для всіх.
А для Генрі Еванса Stretch вже має значення. «Кажуть, що надія помирає останньою», — каже Генрі. «Для людей із серйозними вадами, для яких дивовижні відкриття в медицині не здаються здійсненними за нашого життя, роботи є найкращою надією на значну незалежність».
Стаття відтворена на сайті:https://spectrum.ieee.org/stretch-assistive-robot