PADA 2010, HENRY EVANS melihat robot di TV. Ia adalah PR2, daripada syarikat robotik Willow Garage, dan profesor robotik Georgia Tech Charlie Kemp sedang menunjukkan cara PR2 dapat mengesan seseorang dan membawa mereka sebotol ubat. Bagi kebanyakan orang yang menonton hari itu, PR2 hanyalah sesuatu yang baru. Tetapi bagi Evans, robot itu berpotensi untuk mengubah hidup. "Saya membayangkan PR2 sebagai pengganti badan saya," kata Evans. "Saya membayangkan menggunakannya sebagai cara untuk sekali lagi memanipulasi persekitaran fizikal saya selepas bertahun-tahun hanya berbaring di atas katil."
Lapan tahun sebelumnya, pada usia 40 tahun, Henry bekerja sebagai CFO di Silicon Valley apabila dia mengalami serangan seperti strok yang disebabkan oleh kecacatan kelahiran, dan semalaman, menjadi seorang yang tidak bercakap dengan quadriplegia. "Suatu hari saya adalah 6'4", 200 Lb. eksekutif," Evans menulis di blognya pada tahun 2006. "Saya sentiasa berdikari, mungkin kerana kesalahan. Dengan satu pukulan saya menjadi bergantung sepenuhnya untuk segala-galanya…. Setiap perkara yang saya mahu lakukan, saya perlu meminta orang lain lakukan, dan bergantung kepada mereka untuk melakukannya." Evans dapat menggerakkan mata, kepala dan lehernya, serta menggerakkan sedikit ibu jari kirinya. Dia boleh mengawal komputer kursor menggunakan pergerakan kepala dan papan kekunci pada skrin untuk menaip pada kira-kira 15 perkataan seminit, iaitu cara dia berkomunikasi dengan IEEE Spectrum untuk cerita ini.
Henry Evans bercukur dengan bantuan robot PR2 pada tahun 2012.
Selepas berhubung dengan Kemp di Georgia Tech, dan dengan kerjasama Willow Garage, Evans dan isterinya Jane mula bekerjasama dengan pakar robotik dalam projek yang dipanggil Robots for Humanity. Matlamatnya adalah untuk mencari cara untuk melanjutkan kemerdekaan bagi orang kurang upaya, membantu mereka dan, sama pentingnya, penjaga mereka menjalani kehidupan yang lebih baik dan lebih memuaskan. PR2 adalah yang pertama daripada banyak teknologi bantuan yang dibangunkan melalui Robots for Humanity, dan Henry akhirnya dapat menggunakan robot itu untuk (antara lain) membantu dirinya mencukur dan menggaru gatalnya sendiri buat kali pertama dalam sedekad.
"Robot adalah sesuatu yang selalu menjadi fiksyen sains untuk saya," Jane Evans memberitahu saya. "Apabila saya mula-mula memulakan perjalanan ini dengan Henry, tidak pernah terlintas dalam fikiran saya bahawa saya akan mempunyai robot di rumah saya. Tetapi saya memberitahu Henry, 'Saya bersedia untuk mengambil pengembaraan ini dengan anda.' Semua orang memerlukan tujuan dalam hidup. Henry kehilangan tujuan itu apabila dia terperangkap dalam tubuhnya, dan untuk melihat dia menerima tujuan baharu—yang mengembalikan kehidupan suami saya."
Henry menegaskan bahawa alat bantuan bukan sahaja perlu meningkatkan kebebasan orang kurang upaya tetapi juga memudahkan kehidupan penjaga. "Pengasuh sangat sibuk dan tidak berminat dalam (dan selalunya tiada kebolehan untuk) teknologi," jelasnya. "Jadi jika ia tidak mudah untuk disediakan dan ia tidak menjimatkan masa yang bermakna, ia tidak akan digunakan."
Walaupun PR2 mempunyai banyak potensi, ia terlalu besar, terlalu mahal dan terlalu teknikal untuk kegunaan dunia sebenar biasa. "Kosnya $400,000," ingat Jane. "Ia seberat 400 paun. Ia boleh memusnahkan rumah kami jika ia terserempak dengan sesuatu! Tetapi saya menyedari bahawa PR2 adalah seperti komputer pertama-dan jika ini yang diperlukan untuk belajar bagaimana untuk membantu seseorang, ia berbaloi."
Bagi Henry dan Jane, PR2 adalah projek penyelidikan dan bukannya alat yang berguna. Ia adalah sama untuk Kemp di Georgia Tech—sebuah robot yang tidak praktikal kerana PR2 tidak boleh memberi kesan langsung di luar konteks penyelidikan. Dan Kemp mempunyai cita-cita yang lebih besar. "Sejak awal, kami cuba membawa robot kami ke rumah sebenar dan berinteraksi dengan orang sebenar," katanya. Untuk melakukan itu dengan PR2 memerlukan bantuan pasukan robotik berpengalaman dan trak dengan pintu lif berkuasa. Lapan tahun dalam projek Robots for Humanity, mereka masih tidak mempunyai robot yang cukup praktikal untuk digunakan oleh orang seperti Henry dan Jane. "Saya dapati itu sangat mengecewakan," ingat Kemp.
Pada 2016, Kemp mula mengusahakan reka bentuk robot baharu. Robot itu akan memanfaatkan kemajuan bertahun-tahun dalam perkakasan dan kuasa pengkomputeran untuk melakukan banyak perkara yang PR2 boleh lakukan, tetapi dengan cara yang mudah, selamat dan berpatutan. Kemp mendapati semangat persaudaraan dalam Aaron Edsinger, yang seperti Kemp telah memperoleh Ph.D. di MIT di bawah Rodney Brooks. Edsinger kemudiannya mengasaskan syarikat permulaan robotik yang telah diperoleh oleh Google pada tahun 2013. "Saya akan menjadi kecewa dengan kerumitan robot yang dibina untuk melakukan manipulasi dalam persekitaran rumah dan di sekeliling orang ramai," kata Edsinger. "[Idea Kemp] menyelesaikan banyak masalah dengan cara yang elegan." Pada 2017, Kemp dan Edsinger mengasaskan Hello Robot untuk menjadikan visi mereka nyata.
Robot yang direka oleh Kemp dan Edsinger dipanggil Stretch. Ia kecil dan ringan, mudah digerakkan oleh seorang. Dan dengan harga komersial AS $20,000, Stretch ialah sebahagian kecil daripada kos PR2. Kos yang lebih rendah adalah disebabkan oleh kesederhanaan Stretch—ia mempunyai satu lengan, dengan darjah kebebasan yang cukup untuk membolehkannya bergerak ke atas dan ke bawah serta memanjang dan menarik balik, bersama-sama dengan sendi pergelangan tangan yang melengkung ke depan dan ke belakang. Penggenggam di hujung lengan adalah berdasarkan alat pegang bantuan popular (dan murah) yang Kemp temui di Amazon. Penderiaan tertumpu pada keperluan fungsian, dengan pengelakan halangan asas untuk pangkalan bersama-sama dengan kamera kedalaman pada kepala pan-dan-condongkan di bahagian atas robot. Regangan juga mampu melaksanakan tugas asas secara autonomi, seperti menggenggam objek dan bergerak dari bilik ke bilik.
Pendekatan minimalis terhadap manipulasi mudah alih ini mempunyai faedah selain memastikan Stretch mampu milik. Robot boleh menjadi sukar untuk dikawal secara manual, dan setiap sambungan tambahan menambah kerumitan tambahan. Walaupun untuk pengguna bukan kurang upaya, mengarahkan robot dengan pelbagai darjah kebebasan menggunakan papan kekunci atau pad permainan boleh menjadi membosankan dan memerlukan pengalaman yang besar untuk melakukannya dengan baik. Kesederhanaan Stretch boleh menjadikannya alat yang lebih praktikal daripada robot dengan lebih banyak penderia atau darjah kebebasan, terutamanya untuk pengguna baru atau untuk pengguna yang mengalami kecacatan yang mungkin mengehadkan cara mereka dapat berinteraksi dengan robot.
Robot Stretch di bawah kawalan Henry Evans membantu isterinya, Jane, dengan penyediaan makanan dan pembersihan.
"Perkara paling penting yang perlu dilakukan oleh Stretch untuk pesakit adalah memberi makna kepada kehidupan mereka," jelas Jane Evans. "Itu bermakna menyumbang kepada aktiviti tertentu yang menjadikan rumah itu berjalan, supaya mereka tidak berasa tidak bernilai. Regangan boleh meringankan sedikit beban penjaga supaya penjaga dapat meluangkan lebih banyak masa bersama pesakit." Henry sangat menyedari beban ini, itulah sebabnya tumpuannya dengan Stretch adalah pada "tugas biasa, berulang yang sebaliknya mengambil masa penjaga."
Vy Nguyen ialah ahli terapi cara kerja yang telah bekerja dengan Hello Robot untuk menyepadukan Stretch ke dalam peranan pengasuh. Dengan geran Penyelidikan Inovasi Perniagaan Kecil bernilai $2.5 juta daripada National Institutes of Health dan dengan kerjasama Wendy Rogers di University of Illinois Urbana-Champaign dan Maya Cakmak di University of Washington, Nguyen membantu mencari cara yang Stretch boleh berguna dalam kehidupan harian Evans.
Terdapat banyak tugas yang boleh mengecewakan pesakit untuk bergantung kepada penjaga, kata Nguyen. Beberapa kali dalam sejam, Henry mengalami gatal-gatal yang tidak dapat digarunya, dan yang disifatkannya sebagai melemahkan. Daripada perlu meminta bantuan Jane, Henry sebaliknya boleh menyuruh Stretch mengambil alat menggaru dan menggunakan robot itu untuk menggaru gatal-gatal itu sendiri. Walaupun ini mungkin kelihatan seperti perkara yang agak kecil, ia amat bermakna bagi Henry, meningkatkan kualiti hidupnya sambil mengurangkan pergantungannya kepada keluarga dan penjaga. "Regangan boleh merapatkan jurang antara perkara yang Henry lakukan sebelum stroknya dan perkara yang dia ingin lakukan sekarang dengan membolehkannya mencapai aktiviti harian dan matlamat peribadinya dengan cara yang berbeza dan boleh disesuaikan melalui robot," jelas Nguyen. "Regangan menjadi lanjutan Henry sendiri."
Ini adalah sifat unik robot mudah alih yang menjadikannya sangat berharga untuk orang kurang upaya: Stretch memberikan Henry agensinya sendiri di dunia, yang membuka kemungkinan yang jauh melangkaui terapi pekerjaan tradisional. "Para penyelidik sangat kreatif dan telah menemui beberapa kegunaan untuk Stretch yang tidak pernah saya bayangkan, " kata Henry. Melalui Stretch, Henry telah dapat bermain poker dengan rakan-rakannya tanpa perlu bergantung kepada rakan sepasukan untuk mengendalikan kadnya. Dia boleh menghantar resipi kepada pencetak, mendapatkannya dan membawanya kepada Jane di dapur semasa dia memasak. Dia boleh membantu Jane menghantar makanan, membersihkan pinggan mangkuk untuknya, dan juga mengangkut bakul dobi ke bilik dobi. Tugas mudah seperti ini mungkin yang paling bermakna, kata Jane. "Bagaimanakah anda membuat orang itu merasakan bahawa apa yang mereka sumbangkan adalah penting dan berbaloi? Saya melihat Stretch dapat memanfaatkannya. Itu sangat besar."
Pada suatu hari, Henry menggunakan Stretch untuk memberi Jane sekuntum bunga ros. Sebelum itu, dia berkata, "Setiap kali dia memetik bunga untuk saya, saya berterima kasih kepada Henry bersama-sama penjaga. Tetapi apabila Henry menghulurkan mawar itu kepada saya melalui Stretch, tidak ada orang lain untuk berterima kasih selain dia. Dan kegembiraan dalam mukanya apabila dia menghulurkan bunga mawar itu kepada saya sungguh sukar dipercayai."
Henry juga telah dapat menggunakan Stretch untuk berinteraksi dengan cucu perempuannya yang berusia tiga tahun, yang tidak cukup umur untuk memahami kecacatannya dan sebelum ini melihatnya, kata Jane, sebagai sesuatu seperti perabot. Melalui Stretch, Henry telah dapat bermain permainan kecil bola keranjang dan boling dengan cucunya, yang memanggilnya "Papa Wheelie." "Dia tahu dia Henry," kata Nguyen, "dan robot itu membantunya melihat dia sebagai seorang yang boleh bermain dan berseronok dengannya dengan cara yang sangat keren."
Orang yang bekerja paling sukar untuk mengubah Stretch menjadi alat praktikal ialah Henry. Ini bermakna "menolak robot ke hadnya untuk melihat semua yang boleh dilakukannya, " katanya. Walaupun Stretch secara fizikal mampu melakukan banyak perkara (dan Henry telah memperluaskan keupayaan tersebut dengan mereka bentuk aksesori tersuai untuk robot), salah satu cabaran terbesar bagi pengguna ialah mencari cara yang betul untuk memberitahu robot dengan tepat cara melakukan perkara yang anda inginkan. untuk dilakukan.
Henry bekerjasama dengan penyelidik untuk membangunkan antara muka pengguna grafiknya sendiri untuk menjadikan kawalan manual Stretch lebih mudah, dengan berbilang paparan kamera dan butang pada skrin yang besar. Tetapi potensi Stretch untuk operasi autonomi sebahagian atau sepenuhnya adalah yang akhirnya akan menjadikan robot itu paling berjaya. Robot itu bergantung pada "jenis autonomi yang sangat khusus, yang dipanggil autonomi bantuan," jelas Jane. "Iaitu, Henry mengawal robot itu, tetapi robot itu memudahkan Henry melakukan apa yang dia mahu lakukan." Mengambil alat menggarunya, sebagai contoh, adalah membosankan dan memakan masa di bawah kawalan manual, kerana robot itu perlu dialihkan ke kedudukan yang betul-betul tepat untuk memegang alat itu. Autonomi bantuan memberikan Henry kawalan peringkat lebih tinggi, supaya dia boleh mengarahkan Stretch untuk bergerak ke kedudukan yang betul dengan sendirinya. Stretch kini mempunyai menu subrutin pergerakan prarakaman yang boleh dipilih oleh Henry. "Saya boleh melatih robot untuk melakukan satu siri pergerakan dengan cepat, tetapi saya masih mengawal sepenuhnya pergerakan itu," katanya.
Henry menambah bahawa mendapatkan autonomi bantuan robot ke tahap di mana ia berfungsi dan mudah digunakan adalah cabaran terbesar sekarang. Regangan boleh melayari rumah secara autonomi, dan lengan serta pencengkam boleh dikawal dengan pasti juga. Tetapi lebih banyak kerja perlu dilakukan untuk menyediakan antara muka yang mudah (seperti kawalan suara), dan memastikan robot mudah dihidupkan dan tidak menutup dirinya secara tiba-tiba. Lagipun, ia masih menyelidik perkakasan. Sebaik sahaja cabaran dengan autonomi, antara muka dan kebolehpercayaan ditangani, Henry berkata, "perbualan akan bertukar kepada isu kos."
Henry Evans menggunakan robot Stretch untuk menyuap dirinya sendiri telur hancur.
Teg harga $20,000 untuk robot adalah besar dan persoalannya ialah sama ada Stretch boleh menjadi cukup berguna untuk mewajarkan kosnya untuk orang yang mengalami masalah kognitif dan fizikal. "Kami akan terus mengulangi untuk menjadikan Stretch lebih mampu milik," kata Charlie Kemp dari Hello Robot. "Kami mahu membuat robot untuk rumah yang boleh digunakan oleh semua orang, dan kami tahu bahawa kemampuan adalah keperluan untuk kebanyakan rumah."
Tetapi walaupun pada harga semasa, jika Stretch dapat mengurangkan keperluan untuk penjaga manusia dalam beberapa situasi, robot akan mula membayar untuk dirinya sendiri. Penjagaan manusia adalah sangat mahal—purata seluruh negara adalah melebihi $5,000 sebulan untuk pembantu kesihatan di rumah, yang sememangnya tidak mampu dimiliki oleh ramai orang dan robot yang boleh mengurangkan keperluan untuk penjagaan manusia selama beberapa jam. minggu akan membayar sendiri dalam masa beberapa tahun sahaja. Dan ini tidak mengambil kira nilai penjagaan yang diberikan oleh saudara mara. Malah bagi Evanses, yang mempunyai penjaga yang diupah, kebanyakan penjagaan harian Henry jatuh kepada Jane. Ini adalah situasi yang biasa dialami oleh keluarga, dan juga di mana Stretch boleh membantu terutamanya: dengan membenarkan orang seperti Henry mengurus lebih banyak keperluan mereka sendiri tanpa perlu bergantung sepenuhnya pada bantuan orang lain.
Henry Evans menggunakan antara muka pengguna grafik tersuainya untuk mengawal robot Stretch untuk mengambil tuala,
letakkan tuala dalam bakul dobi, dan kemudian tarik bakul dobi ke bilik dobi.
Stretch masih mempunyai beberapa had yang ketara. Robot itu boleh mengangkat hanya kira-kira 2 kilogram, jadi ia tidak boleh memanipulasi badan atau anggota badan Henry, sebagai contoh. Ia juga tidak mempunyai cara untuk naik dan turun tangga, tidak direka untuk keluar, dan masih memerlukan banyak campur tangan teknikal. Dan tidak kira sejauh mana kemampuan Stretch (atau robot seperti Stretch), Jane Evans pasti mereka tidak akan dapat menggantikan penjaga manusia, dan dia juga tidak mahu mereka. "Ia adalah pandangan mata dari seorang kepada yang lain, " katanya. "Ia adalah kata-kata yang keluar daripada anda, emosi. Sentuhan manusia sangat penting. Pemahaman itu, belas kasihan itu-sebuah robot tidak boleh menggantikannya."
Stretch mungkin masih jauh untuk menjadi produk pengguna, tetapi pasti ada minat terhadapnya, kata Nguyen. "Saya telah bercakap dengan orang lain yang mengalami lumpuh, dan mereka ingin Stretch mempromosikan kemerdekaan mereka dan mengurangkan jumlah bantuan yang sering mereka minta penjaga mereka berikan." Mungkin kita harus menilai kegunaan robot bantuan bukan berdasarkan tugas yang boleh dilakukannya untuk pesakit, tetapi lebih kepada apa yang diwakili oleh robot untuk pesakit itu, dan untuk keluarga serta penjaga mereka. Pengalaman Henry dan Jane menunjukkan bahawa walaupun robot dengan keupayaan terhad boleh memberi impak yang besar kepada pengguna. Apabila robot semakin berkebolehan, impak itu hanya akan meningkat.
"Saya pasti melihat robot seperti Stretch berada di rumah orang," kata Jane. "Bila, adakah soalannya? Saya tidak rasa ia sudah lama berlalu. Saya rasa kita semakin rapat." Robot rumah yang berguna tidak boleh datang tidak lama lagi, kerana Jane mengingatkan kita: "Kita semua akan berada di sana suatu hari nanti, dalam beberapa cara, bentuk atau bentuk." Masyarakat manusia semakin tua dengan cepat. Kebanyakan daripada kita akhirnya akan memerlukan sedikit bantuan dengan aktiviti kehidupan seharian, dan sebelum itu, kita akan membantu rakan dan keluarga kita. Robot mempunyai potensi untuk meringankan beban itu untuk semua orang.
Dan untuk Henry Evans, Stretch sudah membuat perubahan. "Mereka mengatakan perkara terakhir untuk mati adalah harapan," kata Henry. "Bagi orang kurang upaya yang teruk, yang bagi mereka penemuan perubatan ajaib nampaknya tidak dapat dilaksanakan dalam hidup kita, robot adalah harapan terbaik untuk kemerdekaan yang ketara."
Artikel itu diterbitkan semula di laman web:https://spectrum.ieee.org/stretch-assistive-robot