機器人技術可以幫助患者在康復中恢復身體機能。 BSIP /通用圖像組（通過Getty Images）
機器人 是可以感知環境並使用該信息執行操作的機器。 在當今的工業化社會中，您幾乎可以在任何地方找到它們。 有吸塵地板的家用機器人和 倉庫機器人 包裝和運送貨物。 實驗室機器人 每天測試數百個臨床樣本。 教育機器人 通過充當一對一的導師、助理和討論促進者來支持教師。 和 醫療機器人 由假肢組成的機器人可以讓人們用意念抓住和撿起物體。
弄清楚人類和機器人如何協作以有效地共同執行任務，是設計機器人的科學家和工程師以及將使用它們的人們感興趣的一個快速增長的領域。 對於人與機器人之間的成功協作，溝通是關鍵。
人與機器人的交流方式
機器人最初設計用於 承擔重複和平凡的任務 並專門在工廠等機器人專用區運營。 從那以後，機器人已經發展到可以通過新的方式與人協作工作。
協同控制 是在機器人和人之間傳輸信息和消息的一種方式。 它涉及將人類的能力和決策與機器人的速度、準確性和力量相結合以完成任務。
例如，機器人在 農業產業 可以幫助農民監測和收穫農作物。 人類可以通過用戶界面控制半自動葡萄園噴霧器，而不是手動噴灑農作物或廣泛噴灑整個田地並冒著農藥過度使用的風險。
機器人也可以 支持患者進行物理治療. 中風或脊髓損傷的患者在康復過程中可以使用機器人練習手抓和輔助行走。
另一種溝通方式， 情商感知，涉及開髮根據與人類的社交互動調整其行為的機器人。 在這種方法中，機器人在協作執行任務時檢測人的情緒，評估他們的滿意度，然後根據此反饋修改和改進其執行。
例如，如果機器人檢測到物理治療患者對特定康復活動不滿意，它可以指導患者進行替代活動。 表情 和身體姿勢識別能力是這種方法的重要設計考慮因素。 機器學習的最新進展 可以幫助機器人破譯情感肢體語言，更好地與人類互動和感知。
康復中的機器人
諸如如何使機器人肢體感覺更自然並能夠執行更複雜的功能（如打字和演奏樂器）等問題尚未得到解答。
我是一個 電氣工程師 誰研究大腦如何控制身體的其他部分並與之交流，以及 我的實驗室 特別調查如何 腦 和 手 彼此之間的坐標信號。 我們的目標是設計假肢和可穿戴等技術 機器人外骨骼裝置 這可能有助於改善中風、脊髓和創傷性腦損傷患者的功能。
一種方法是通過 腦機接口，它使用大腦信號在機器人和人類之間進行交流。 通過訪問個人的大腦信號並提供有針對性的反饋，該技術可能會縮短恢復時間 中風康復. 腦機接口也可能有幫助 恢復部分溝通能力 和 環境的物理操縱 適用於運動神經元疾病患者。
腦機接口可以讓截癱患者僅通過意念來控制他們的輪椅。 Rolf Vennenbernd/圖片聯盟來自 Getty Images
人機交互的未來
將機器人有效融入人類生活需要平衡人與機器人之間的責任，並為兩者在不同環境中指定明確的角色。
隨著機器人越來越多地與人攜手合作，它們帶來的倫理問題和挑戰不容忽視。 周圍的擔憂 隱私, 偏見和歧視, 安全風險 和 機器人道德 需要認真調查，以便為每個人創造一個更舒適、更安全和更值得信賴的機器人世界。 科學家和工程師研究 人機交互的“陰暗面” 正在製定識別和預防負面結果的指南。
人機交互有可能影響日常生活的方方面面。 創造一個安全、令人滿意的人機生態系統是設計者和用戶的共同責任。
關於作者
拉馬納溫賈穆里, 計算機科學與電氣工程助理教授, 馬里蘭大學巴爾的摩分校
