ケアワーカーの動作を真似る新しい着がえロボット

March, 18, 2024, New York--ヨーク大学（University of York）科学チームは、介護福祉士（ケアワーカー）が服を着せる際の両手の動きを「模倣」できる新しいロボットを開発した。

これまで、高齢者や障害のある人の着替えを補助する補助着付けロボットは、片腕の機械として実験室で作られてきたが、これは介護者にとって不快であったり、実用的ではなかったりする研究結果が出ている。

この問題に取り組むために、ヨーク大学安全自律研究所のロボット工学研究者Dr Jihong Zhuは、これまでの研究では試みられていなかったが、介護中の個人の不快感や苦痛を軽減するために特定の行動が必要であることを実証した介護者に触発された、両腕の補助ドレッシングスキームを提案した。

この技術は、ケアワーカーが実践的な作業に費やす時間を減らし、個人の健康と精神的な幸福により多くの時間を費やすことができるようにするために、社会的ケアシステムにおいて重要であると考えられている。

観察と学習
Dr Jihong Zhuは、ロボットが人間の動きを観察して学習し、AIを通じて人間のヘルパーの作業方法を模倣するモデルを実現することで、ケアワーカーが着替え運動中にどのように動いたかに関する重要な情報を収集した。

これにより、研究チームは、着替えには1本ではなく2本の手が必要であることを示すのに十分なデータを収集し、腕の角度に関する情報や、人間が介入して特定の動きを止めたり変更したりする必要があることを知ることがでた。

モーションデモ
ヨーク大学安全自律研究所(Institute for Safe Autonomy)および物理・工学・技術学部(School of Physics, Engineering and Technology)のDr Zhuは、「着替えなどの実践的な作業はロボットが行うことができ、ケアワーカーは付き添いの提供や、世話をしている人の一般的な健康状態の観察に集中できることがわかっている。これは実験室でテストされているが、これを実験室の外で機能させるには、ケアワーカーがこのタスクをリアルタイムでどのように行っているかを本当に理解する必要があった。

「われわれは『デモンストレーションから学ぶ』という手法を採用した。つまり、ロボットのプログラミングに専門家は必要なく、人間がロボットに求められる動作を実演するだけで、ロボットがその動作を学習する。ケアワーカーにとって、異なる能力を持つ個人のニーズに適切に対応するためには、2つのアームが必要であることは明らかだった。

「例えば、片方の手でシャツの裾を快適に動かし、同時にもう片方の手で衣服を上下に動かす。現在の片腕の機械方式では、患者はロボットに腕を空中で動かしたり、自分ではできないような方法で腕を曲げたりして、手伝ってもらうためにあまりにも多くの作業をする必要がある。

ヒューマンモデリング
また、ロボットアームが引っ張ったり持ち上げたりする動作を行えるようにするだけでなく、ロボットが抵抗することなく、人間の手が優しく触れることで動作を妨げたり、人間の手が手を左右に、上下に動かすことで動作を誘導したりするのに十分な動きを柔軟にするアルゴリズムを構築することもできた。

「ヒューマンモデリングは、人間とロボットの効率的かつ安全な相互作用に非常に役立つが、タスクを確実に実行するだけでなく、個人が望む場合は、アクションの途中で停止または変更できることが重要である。信頼はこのプロセスの重要な部分であり、この研究の次のステップは、ロボットの安全性の限界と、ロボットを最も必要とする人々に受け入れられるかどうかをテストすることである」（Dr Zhu）。