O robô vestível com seu balão inflável sob o braço. Crédito: a Universidade de Harvard Kate Nycz, que vive com a ALS desde 2018 e perdeu lentamente funções motoras para tarefas simples, pode falar por experiência própria. O jogador de 39 anos disse: “Meu braço só pode atingir 90 graus antes de se cansar e cair”. É difícil comer ou realizar movimentos repetitivos usando minha mão direita. Esta era anteriormente minha mão dominante. “Sou principalmente canhoto. Eu me tornei principalmente canhoto. É difícil criar dispositivos que funcionem para todos, principalmente para aqueles com comprometimentos de mobilidade. O aprendizado de máquina possibilitou que um robô vestível seja mais personalizado. Pesquisadores da escola de engenharia e da Hospital de Hospital de Massachusetts e Applied Sciences (Seas), juntamente com os médicos-cientistas do Hospital de Massachusetts para Hospital e Hospital Applied Medicina), com os médicos-cientistas de Massachustts para Hospital e Hospital Applied (Seas). Movimentos, dotando o dispositivo com assistência mais personalizada que poderia oferecer aos usuários suporte melhor e mais controlado para tarefas diárias.
A pesquisa publicada na Nature Communications foi liderada por Conor Walsh, professor de engenharia e ciências aplicadas de Paul A. Maeder, cujo laboratório desenvolve dispositivos robóticos assistivos centrados no ser humano para aqueles com comprometimentos de movimento.
Por mais de seis anos, o laboratório de Walsh colaborou com o especialista em AVC e neurorrehabilitação Dr. David Lin, diretor da Clínica de Neurorrecoveria do Hospital Geral de Massachusetts; e especialista em ALS, Dr. Sabrina Paganoni, co-diretor do Instituto de Pesquisa Clínica Neurológica do Hospital Geral de Massachusetts-co-autores em artigo-para desenvolver dispositivos clinicamente relevantes para os pacientes.
“Esta tem sido uma colaboração maravilhosa, pois a equipe do Dr. Walsh priorizou, incluindo as perspectivas do clínico e do paciente desde o primeiro dia”, disse Paganoni. Essa abordagem colaborativa nos permitiu colaborar em projetos e protótipos de estudo. A NYCZ forneceu dados e testes de usuário para várias iterações do dispositivo, incluindo o mais recente que inclui um componente de feedback do motor personalizado. A NYCZ forneceu dados e testes de usuário para várias iterações do dispositivo, incluindo o mais recente que inclui um componente de feedback do motor personalizado.
“Sou grande em tecnologia e dispositivos para ajudar a melhorar a qualidade de vida das pessoas que vivem com ALS … sinto que esse robô poderia ajudar com esse objetivo”, disse ela.
Atualização de software com modelo de aprendizado de máquina
O artigo descreve uma grande atualização para o software que alimenta o dispositivo, que consiste em um colete carregado de sensor com um balão preso embaixo do braço que infla e desvém para aplicar assistência mecânica a um membro fraco ou prejudicado.
Os pesquisadores usaram um modelo de aprendizado de máquina que personalize os níveis de assistência para o usuário individual, aprendendo quais movimentos o usuário está tentando fazer, através de sensores que rastreiam movimento e pressão.
James Arnold e Prabhat Pathak demonstram o dispositivo de robô vestível em laboratório. Crédito: Universidade de Harvard “Algumas pessoas não tinham força residual suficiente para superar qualquer tipo de erro que o robô estava cometendo”, explicou o co-primeiro autor e estudante de graduação James Arnold. A assistência do robô parecerá mais natural para os usuários e pode oferecer ajuda mais sutil em tarefas básicas, como comer e beber. Isso faz com que a assistência do robô pareça mais natural para o usuário, oferecendo ajuda mais sutil em tarefas básicas, como comer e beber.
A combinação dos modelos permitiu que o robô dispasse rapidamente ou diminua a quantidade de assistência que está dando a qualquer momento, com base no que aprendeu sobre como esse usuário normalmente se move.
Teste do usuário
Em colaboração com os pesquisadores clínicos da MGH, os engenheiros testaram seu dispositivo com nove voluntários, incluindo NYCZ-cinco que haviam sofrido um derrame e quatro vivendo com ALS.
“Para as pessoas que vivem com ALS, as considerações mais importantes incluem conforto, facilidade de uso e a capacidade do dispositivo de se adaptar às suas necessidades específicas e padrões de movimento”, disse Paganoni.
“A personalização é crucial para melhorar sua independência funcional e qualidade de vida … Este dispositivo tem o potencial de melhorar significativamente a função dos membros superiores, aprimorar as atividades diárias de vida e reduzir os movimentos compensatórios. Os resultados mostraram que o robô poderia identificar os movimentos do ombro de um indivíduo com 94% de precisão.
Os usuários também mostraram faixas maiores de movimento em seus ombros, cotovelos e pulsos, reduzindo a necessidade de compensar a inclinação ou torção corporal e tornando seus movimentos em geral mais exatos e eficientes.
Estudos anteriores com o robô vestível se concentraram em uma única articulação ou em uma única pontuação clínica para avaliar o movimento do paciente, explicou o co-primeiro autor e o companheiro de pós-doutorado Prabhat Pathak.
“O que fizemos aqui foi examinar as atividades simuladas da vida diária, usando um sistema de captura de movimento altamente preciso-semelhante aos sistemas usados nos filmes. Os pesquisadores analisaram as mudanças no movimento de cada junta e se poderiam executar melhor as tarefas”.
Nycz disse que ver as diferentes versões do dispositivo ao longo dos anos foi gratificante e ela notou que alguns de seus comentários foram refletidos em versões mais recentes.
“Eles fizeram um ótimo trabalho incorporando e incluindo a pessoa”, disse ela. Eles não estão apenas sentados ao redor do laboratório brincando com o robô. Eles pareciam estar realmente interessados em mim. “Eu não senti que era um rato de laboratório ou engrenagem na roda”.
Generalizável para muitas populações
Os pesquisadores observam que seu dispositivo pode ser generalizável para muitas populações de pessoas com deficiências superiores dos membros. O dispositivo pode ser útil apenas para assistência de movimento, pois os pacientes com AVC tendem a se concentrar na recuperação gradual de força e mobilidade. James Arnold, et. Al., “Controle personalizado de robô vestível baseado em ML melhora a função de braço prejudicada”, Nature Communications, 2025. doi: 10.1038/s41467-025-62538-8
Fornecido pela Universidade de Harvard
Citação
: Robôs vestíveis se adaptam aos movimentos individuais de pacientes com AVC e ALS (2025, 20 de agosto) Recuperados em 20 de agosto de 2025 de https://medicalxpress.com/news/2025-08-warable-robot-individual-arm-movement.html
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