Le simulateur de soins fait progresser la recherche en robotique d’assistance

Les robots soignants seraient transformateurs pour les personnes handicapées et leurs soignants, mais peu de groupes de recherche travaillent dans cet espace. Une nouvelle plate-forme de simulation robotique développée par des chercheurs de Cornell pourrait aider davantage de personnes à entrer dans le domaine.

La plateforme open-source RCareWorld propose une simulation réaliste de scénarios d’aide à domicile en combinant : des avatars précis représentant des personnes en situation de handicap moteur ; maisons avec différents niveaux de modifications pour l’accessibilité ; et robots soignants. Le simulateur permet aux utilisateurs de concevoir de nouveaux scénarios de soins robotiques et de programmer des robots existants pour effectuer des tâches de soins, sans robots coûteux ni bénévoles humains.

Ruolin Ye, étudiante au doctorat dans le domaine de l’informatique, a annoncé la plate-forme dans sa présentation, « RCareWorld : un monde de simulation centré sur l’homme pour les robots de soins », lors de la conférence internationale IEEE/RSJ sur les robots et systèmes intelligents, en octobre.

Le journal a reçu le prix du meilleur papier RoboCup de la Fédération RoboCup, qui organise un concours annuel de robots de service autonomes dans un environnement de soins à domicile.

« Il existe de nombreux obstacles à l’entrée dans ce domaine », a déclaré Tapomayukh Bhattacharjee, professeur adjoint d’informatique au Cornell Ann S. Bowers College of Computing and Information Science, qui a dirigé le projet. Bhattacharjee cite les défis de la connexion avec les personnes à mobilité réduite et d’autres intervenants cliniques, la nécessité d’un comité d’examen institutionnel pour approuver les études impliquant un contact étroit avec les humains et le coût des robots.

« Vous avez besoin d’un retour d’information continu des parties prenantes – les bénéficiaires de soins qui utiliseraient potentiellement cette technologie, les soignants et les professionnels de la santé – pour savoir si la technologie que nous développons va un jour se traduire du laboratoire à de vraies maisons », il a dit.

Bhattacharjee dirige le laboratoire EmPRISE, l’un des rares laboratoires à concevoir des robots qui aident à la prestation de soins physiques, où le robot touche la personne, par exemple pour l’alimentation, le bain ou l’habillage. Ils travaillent également sur des solutions pour les soins sociaux; un soutien verbal tel que des rappels de médicaments ou des instructions pour faire de l’exercice.

On estime que 190 millions de personnes dans le monde ont des conditions qui altèrent leur capacité à se déplacer et à fonctionner ; la robotique d’assistance a le potentiel de donner à ces personnes plus d’indépendance tout en réduisant le fardeau des soignants. Mais actuellement, aucun robot soignant n’est largement disponible pour un usage domestique. Grâce à RCareWorld, l’équipe de Bhattacharjee espère fournir les outils de base nécessaires pour concevoir et programmer ces robots.

Le simulateur est le premier du genre, en ce sens qu’il vise à simuler de manière réaliste des scénarios de soins à travers six avatars humains réalistes qui se déplacent et se comportent comme des personnes atteintes de déficiences motrices, telles que différents niveaux de lésions de la moelle épinière, un tronc cérébral accident vasculaire cérébral ou paralysie cérébrale. Chaque avatar a une amplitude de mouvement et une force musculaire spécifiques basées sur des données cliniques recueillies auprès de personnes atteintes de déficiences motrices. Dans les versions futures, les chercheurs prévoient d’augmenter le nombre de handicaps représentés.

RCareWorld comprend également des robots couramment utilisés pour effectuer des recherches dans des environnements domestiques ; les chercheurs peuvent également importer leurs propres modèles de robots. Dans le simulateur, les roboticiens peuvent tester des algorithmes de navigation et de manipulation et accéder aux données des capteurs multimodaux des robots. Ils peuvent également utiliser l’interface de réalité virtuelle pour entrer dans le simulateur et contrôler à la fois les robots et les avatars humains.

Les robots et les avatars peuvent interagir dans 16 maisons différentes avec plus de 200 pièces. Les maisons ont trois niveaux de modifications pour l’accessibilité, allant de l’absence de modifications à des maisons entièrement sans obstacle pour les personnes handicapées, avec des dispositifs d’assistance tels que des monte-escaliers, des lits d’hôpitaux et des sangles de levage pour patients.

« Nous donnons aux gens une variété d’outils qui sont nécessaires pour trouver des comportements pour des scénarios de soins physiques ou de soins sociaux », a déclaré Bhattacharjee.

À l’aide d’algorithmes appris dans le simulateur, un robot a exécuté avec succès un scénario de bain à l’éponge dans le monde réel ; un autre a coaché ​​des volontaires portant un casque de réalité virtuelle et des gants pour effectuer une routine d’exercice.

La première version de RCareWorld sera disponible gratuitement à partir de début 2023 ; Bhattacharjee a déclaré qu’il avait déjà suscité l’intérêt de ses collègues.

L’ouvrage est publié sur le arXiv serveur de préimpression.