Improving therapeutic outcomes in autism spectrum disorders: Enhancing social communication and sensory processing through the use of interactive robots

For children with autism spectrum disorders (ASDs), social robots are increasingly utilized as therapeutic tools in order to enhance social skills and communication. Robots have been shown to generate a number of social and behavioral benefits in children with ASD including heightened engagement, increased attention, and decreased social anxiety. Although social robots appear to be effective social reinforcement tools in assistive therapies, the perceptual mechanism underlying these benefits remains unknown. To date, social robot studies have primarily relied on expertise in fields such as engineering and clinical psychology, with measures of social robot efficacy principally limited to qualitative observational assessments of children's interactions with robots. In this review, we examine a range of socially interactive robots that currently have the most widespread use as well as the utility of these robots and their therapeutic effects. In addition, given that social interactions rely on audiovisual communication, we discuss how enhanced sensory processing and integration of robotic social cues may underlie the perceptual and behavioral benefits that social robots confer. Although overall multisensory processing (including audiovisual integration) is impaired in individuals with ASD, social robot interactions may provide therapeutic benefits by allowing audiovisual social cues to be experienced through a simplified version of a human interaction. By applying systems neuroscience tools to identify, analyze, and extend the multisensory perceptual substrates that may underlie the therapeutic benefits of social robots, future studies have the potential to strengthen the clinical utility of social robots for individuals with ASD.     

多功能智能护理床设计与人因功效分析

老龄化社会到来,护理资源严重短缺,造成老人生活质量下降,以科技创新助力智慧养老,是解决老人护理难题的关键。针对半失能老年人渴望有一定的独立自主参与日常活动的诉求,设计了一款床椅一体化多功能移动智能护理床,除了使其具备日常起坐、翻身、如厕等日常需求之外,注重对半失能老人能力的辅助。该智能护理床通过移动机器人辅助自主移动能力,通过语音、动作的识别辅助交互能力,通过全方位智能检测与控制以辅助老人健康管理。在结构设计的基础上,对护理床进行了人因功效仿真,分析结果表明,该护理床对老人的安全性及舒适度符合标准要求。     

慢病自我管理服务云平台研究与设计

探索通过语音机器人及云平台开展社区慢病自我管理计划项目,具体包括机器人健康宣教、咨询、健康状态评估、随访等功能,实现社区慢病自我管理系统化与信息化,为慢病自我管理提供新手段、新模式。     

下肢康复机器人训练对早期脑卒中偏瘫患者下肢功能的影响

目的:观察下肢康复机器人对早期脑卒中偏瘫患者下肢功能的影响.方法:将80例早期脑卒中患者随机分为观察组和对照组.2组均给予常规康复训练,观察组在此基础上增加下肢康复机器人训练.治疗时间为12周,比较2组治疗前后髋关节和膝关节活动度、FMA下肢评分、FAC步行功能评分、ADL评分情况.结果:2组患者在治疗前各临床评价指标均无显著性差异(P>0.05).治疗12周后,2组的髋关节和膝关节活动度、FMA下肢评分、FAC步行功能评分、ADL评分均高于治疗前(P<0.05),且观察组髋关节和膝关节活动度、FMA下肢评分、FAC步行功能评分、ADL评分均高于对照组(P<0.05).结论:下肢康复机器人可改善早期脑卒中偏瘫患者下肢功能,提高步行能力.     

基于光学运动捕捉的上肢康复机器人可用性测试研究

目的对一款上肢康复机器人进行可用性测试研究,验证其安全性、有效性和舒适性,并提出改进设计的意见。方法运用光学式运动捕捉系统采集受试者进行康复训练时的角度数据,再对受试者进行主观问卷调查。结果快速上肢评估量表结果显示上肢康复机器人配置相对合适,但需要进一步深入研究。角度数据在肩关节内收外展运动和肘关节屈伸运动上表现出显著相关性,而在腕关节数据的统计结果上表现出无相关性。主观问卷调查总得分表明上肢康复机器人舒适性总体上是令人满意的,但在手臂固定装置的舒适性、训练过程中肌肉拉伸程度和座位高度设置的问题上存在设计不合理。结论运用光学式运动捕捉系统可以定量评价上肢康复机器人的性能,对康复机器人的设计及改进具有重要意义。     

可穿戴上肢康复机器人的设计及其运动仿真和动力学分析

目的针对目前台式上肢康复机器人体积庞大、不便移动的缺点,设计了一款新型的可穿戴式上肢康复机器人,并通过对其运动特性的分析和关节力矩的计算,验证设计的合理性。方法首先,根据模块化设计原理,进行总体结构设计;然后,利用SOILDWORKS进行三维建模,并运用SOILDWORKS Motion对机器人肘关节屈曲/伸展运动、肩关节屈曲/伸展运动、肩肘关节联动运动进行运动仿真;最后,基于拉格朗日方法建立系统的动力学方程,并应用MATLAB软件计算得到机械臂关节力矩的变化曲线。结果仿真结果证实了肩关节、肘关节、腕关节运动仿真曲线平滑,动力学分析证实关节力矩变化曲线平滑且最大关节力矩均小于电机经减速后输出的额定转矩。结论该可穿戴式上肢康复机器人设计合理,为后续上肢康复机器人的研究奠定了理论基础。     

上肢康复机器人辅助治疗在脑卒中偏瘫患者上肢功能康复中的应用

目的:分析上肢康复辅助训练系统在脑卒中偏瘫患者上肢功能恢复中的效果。方法:脑卒中偏瘫患者90例,随机分为对照组和观察组各45例,均采取常规康复训练,观察组还给予上肢康复机器人辅助治疗。比较2组患者治疗前和治疗1月后改良Ashworth量表(MAS)、Fugl-Meyer评定量表上肢部分(FMA-UE)及功能独立性评定(FIM)的评分情况。结果:观察组治疗1月后肘关节MAS评分较治疗前明显下降,且较对照组明显下降(P<0.01),对照组治疗前后评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。2组治疗1月后肩关节MAS评分较治疗前均下降,且观察组较对照组显著降低(P<0.01)。2组治疗1月后FMA-UE评分较治疗前均升高,且观察组较对照组显著升高(P<0.01)。与治疗前相比,2组治疗1月后FIM量表评分均明显升高(P<0.01),且观察组较对照组明显升高(P<0.01)。结论:在常规康复训练的基础上,应用上肢康复机器人辅助治疗脑卒中偏瘫患者可有效改善上肢运动功能。