Кибатлон
Cybathlon, проект ETH Zurich , выступает в качестве платформы, которая бросает вызов командам со всего мира по разработке ассистивных технологий, подходящих для повседневного использования людьми с ограниченными возможностями. Движущей силой CYBATHLON являются международные соревнования и мероприятия, в которых команды, состоящие из разработчиков технологий из университетов, компаний или НПО и человека с ограниченными возможностями (пилота), решают нерешенные повседневные задачи с помощью новейших ассистивных технологий. Помимо фактической конкуренции, Cybathlon предлагает платформу для сравнительного анализа, позволяющую продвигать исследования систем помощи в решении повседневных проблем, а также способствовать диалогу с общественностью для включения людей с ограниченными возможностями в общество. Участие пилотного проекта считается важным как для конкуренции, так и для процесса разработки, чтобы обеспечить учет и удовлетворение перспектив и потребностей конечных пользователей. [1]
Первый кибератлон, организованный Швейцарским федеральным технологическим институтом в Цюрихе ( ETH Zurich ), прошел на швейцарской арене в Клотене к северу от Цюриха в Швейцарии 8 октября 2016 года и стал первым международным соревнованием такого рода. [2] [3] На глазах у 4600 зрителей соревновались 66 пилотов из 25 стран. [4]
«Глобальное издание» Кибатлона 2020 года состоялось 13–14 ноября 2020 года. Первоначально оно было отложено из-за пандемии COVID-19. [5] он был реорганизован так, чтобы проводиться удаленно: команды создавали инфраструктуру для соревнований на своих базах, а гонки под наблюдением официальных лиц Cybathlon проходили с помощью видео. [6] [7]
КИБАТЛОН 2024 планируется провести с 25 по 27 октября 2024 года. Третий турнир КИБАТЛОН пройдет в глобальном формате на арене Шлюфвег в Клотене недалеко от Цюриха, а также в местных центрах по всему миру. 160 международных команд из академических кругов и промышленности примут участие в уникальном соревновании. [8]
Опрос пилотных проектов и технических руководителей, проведенный в 2020 году, свидетельствует о значительном успехе во включении пилотных проектов в процесс проектирования, ориентированный на пользователя. В повседневной жизни новые вспомогательные технологии использовались реже. Было обнаружено, что как повседневное использование, так и длительное участие пользователя связаны с гоночными результатами на соревнованиях. [9]
Фон
[ редактировать ]По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 15% людей (1,1 миллиарда человек во всем мире) страдают той или иной формой инвалидности. Роберт Ринер, руководитель кафедры сенсорно-моторных систем в ETH Zurich, инициировал Cybathlon в 2013 году как платформу для разработки систем помощи, подходящих для повседневной жизни. [1]
Мероприятие, организованное под эгидой ETH Zurich, поддерживается как финансово, так и идеологически партнерами и патронажем. [10]
В то время как другие международные соревнования для спортсменов-инвалидов, такие как Паралимпийские игры , разрешают участникам использовать только вспомогательные технологии без электропривода, Кибатлон поощряет использование технологий, повышающих производительность, таких как экзоскелеты с электроприводом . [3]
Команды могут соревноваться в восьми различных дисциплинах. Команда всегда состоит из пилота (человека с ограниченными возможностями, отвечающего критериям включения соответствующей дисциплины) и разработчика технологии (университета или компании), которые тесно сотрудничают. В состав команд могут входить врачи и другие специалисты, обладающие опытом в таких областях, как терапия, ортопедия и протезирование. [1] В настоящее время соотношение составляет около 70% среди университетов и 30% среди компаний (например, производителей коммерчески доступных протезов).
Дисциплины
[ редактировать ]Соревнования CYBATHLON включают в себя соревнования по ряду различных дисциплин, каждая из которых имеет критерии отбора, специфичные для пилота и устройства. Задания для каждой дисциплины КИБАТЛОН подобраны так, чтобы отражать повседневную деятельность, сложную для людей с ограниченными возможностями. При решении соответствующих задач на соревнованиях показано, насколько хорошо разработанная технология подходит для поддержки пилота в повседневной жизни. Дизайн задач варьируется от одного соревнования к другому, при этом свод правил конкурса публикуется за несколько лет до этого, чтобы дать время на разработку. Мероприятия 2016 и 2020 годов включали шесть дисциплин. [1] В 2024 году были добавлены еще две дисциплины: «Гонка роботов-помощников» и «Гонка визуальных помощников». [8]
Команды соревнуются на курсах, призванных проверить, насколько хорошо та или иная технология помогает пользователю выполнять повседневные задачи, например подниматься по лестнице или открывать двери. В каждой дисциплине одновременно соревнуются несколько пилотов. Подробно определены задания и правила для каждой из шести дисциплин. Самое главное, чтобы пилоты выполняли задания правильно, безопасно и надежно. Время играет второстепенную роль. [11]
- Гонка интерфейса мозг-компьютер (BCI): В гонке BCI пилоты с квадриплегией используют интерфейсы мозг-компьютер для управления аватарами в компьютерной игре. Цель этой технологии — связать конкретные умственные задачи с различным поведением внешнего устройства. Примером может служить управление инвалидными колясками людьми с ограниченными возможностями передвижения. Команды на соревнованиях 2016 и 2020 годов использовали наземные BCI. Имплантированные системы BCI впервые будут допущены к участию в 2024 году. [1] [12]
- Велосипедная гонка с функциональной электрической стимуляцией (FES): Гонка FES предназначена для пилотов, страдающих параплегией из-за травмы центральной нервной системы. Устройство подает электрические импульсы в мышцы, вызывая сокращения. Система управления должна избирательно и скоординированно активировать различные мышцы. Функциональная электрическая стимуляция позволяет пилотам выполнять педалирование на лежачем велосипеде . [1] [13]
- Гонка с протезами рук: в этой гонке могут соревноваться пилоты, использующие протез руки с одной или обеих сторон. Задачи обычно включают хватание и манипулирование, а также могут требовать бимануальной координации или использования различных положений рук. Протез должен включать в себя запястье, и им можно управлять с помощью любого вида управления. Он может иметь как корпусное, так и внешнее питание. [1]
- Гонка с протезами ног. В этой гонке пилоты, использующие протезы ног с одной или обеих сторон, включая коленный сустав, должны выполнять различные движения. Такие задачи, как вставание, сидение и ходьба по неровной местности, включают в себя такие аспекты передвижения, как равновесие, устойчивость, ловкость, подвижность и точность шагов. Некоторые тесты могут включать в себя двойную задачу . Команды могут использовать любые виды протезов с разными стратегиями управления, принципами срабатывания и чувствительности. [1]
- Гонка экзоскелетов : в этой гонке пилоты с полной травмой грудного или поясничного отдела спинного мозга могут соревноваться, используя экзоскелет. Это носимое устройство с электроприводом поддерживает тело и позволяет совершать антропоморфные движения, используемые в повседневных задачах. Задачи включают сидение и стояние, ходьбу и подъем по лестнице. [1]
- Гонка на колясках: в этой гонке пилоты с тяжелыми нарушениями ходьбы могут соревноваться, используя инвалидную коляску с электроприводом. Инвалидные коляски оснащены новыми технологиями, обеспечивающими повышенную мобильность и способность преодолевать препятствия. В задачи входит преодоление крутых пандусов, лестниц, неровной местности и замкнутых пространств. [1]
- Гонка роботов-помощников: Гонка состоит из заданий, содержащих элементы взаимодействия человека и робота. И пилоты, и роботы распознают различные объекты и манипулируют ими, избегают препятствий и реагируют на некоторые динамические элементы на трассе. [8]
- Гонка с поддержкой видения: Гонка включает в себя элементы пространственной ориентации и личной мобильности, такие как посадка и выход из общественного автобуса, а также реагирование на некоторые динамические элементы. Задачи решаются в условиях ограничения по времени. Пилоты должны распознавать контекст задачи и избегать препятствий. [8]
Кибатлон 2016
[ редактировать ]Медалями были награждены как сами пилоты, так и компании или учреждения, создающие их бионику.
Соревнования были организованы таким образом, чтобы участники могли продемонстрировать не только собственные навыки, но и отличительные качества ассистивных технологий. Например, в категории «Протезы рук» участники пытались выполнить несколько задач на мелкую моторику, связанных с едой, а в категории «Нейро» участники управляли аватарами в специально разработанной компьютерной игре. [14]
Победители: [14]
- Гонка интерфейсов мозг-компьютер: Нума Пужули — команда Brain Tweakers (Швейцария)
- Велосипедная гонка с функциональной электростимуляцией: Марк Мун - команда Кливленда (США)
- Гонка на протезах рук: Роберт (Боб) Радоци — Team Dipo Power (Нидерланды)
- Гонка экзоскелетов: Андре Ван Рушен — Team ReWalk (Германия)
- Гонка протезов ног: Хельги Свейнссон — команда Rheo Knee (Исландия)
- Гонка на колясках: Флориан Хаузер - Team HSR Enhanced (Швейцария) [14]
Кибатлон 2020
[ редактировать ]Cybathlon 2020 прошел 13 – 14 ноября 2020 года – по всему миру и в новом формате, на базах команд. Они создали инфраструктуру для соревнований и снимали свои гонки. Вместо того, чтобы стартовать рядом друг с другом, пилоты стартовали индивидуально и под наблюдением официальных лиц Кибатлона. Из ETH Zurich соревнования транслировались через новую платформу в уникальной прямой программе. [5] [6]
Победители:
- Гонка интерфейсов мозг-компьютер: Франческо Беттелла – команда WHI (Италия) [15]
- Велосипедная гонка с функциональной электростимуляцией: Сандер Кумен – Team PULSE Racing (Нидерланды) [16] [17]
- Гонка на протезах рук: Андрей Джукич – Team Maker Hand (Хорватия) [18]
- Гонка экзоскелетов: Ким Бён Ук – Team Angel Robotics 1 (Южная Корея) [19]
- Гонка протезов ног: Андре Фрей – команда Circleg (Швейцария) [20]
- Гонка на колясках: Флориан Хаузер – улучшенная командная робильность (Швейцария) [20]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Йегер, Лукас; и др. (3 мая 2023 г.). «Как на соревнованиях CYBATHLON используются передовые вспомогательные технологии» . Ежегодный обзор управления, робототехники и автономных систем . 6 : 447–476. doi : 10.1146/annurev-control-071822-095355 . hdl : 20.500.11850/613524 . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ «Кибатлон» . Cybathlon.ethz.ch . Проверено 20 октября 2014 г.
- ^ Jump up to: а б Джеффрис, Адрианна (26 марта 2014 г.). «Швейцария примет первый Кибатлон, Олимпийские игры для бионических спортсменов» . Грань . Проверено 28 марта 2014 г.
- ^ Гассерт, Роджер; Ламберси, Оливье (16 марта 2018 г.). «Инсайты из первого КИБАТЛОНА» . О медицине . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Jump up to: а б «Кибатлон-2020 перенесен из-за коронавируса» . Инсайдер по вопросам инвалидности . 11 марта 2020 г. Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Jump up to: а б «Глобальное издание Cybathlon 2020» . Имперский колледж Лондона . 2020.
- ^ Харрис, Алия (18 ноября 2020 г.). «Турнир по Кибатлону демонстрирует технологии, меняющие жизнь людей с ограниченными возможностями» . CNN . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д Блайх, Ванесса (2 ноября 2021 г.). «Кибатлон 2024» будет включать в себя слабовидящих и роботов-помощников . мояНаука . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Мейер, Ян Т.; Вебер, Селина; Ягер, Лукас; Сигрист, Роланд; Гассерт, Роджер; Ламберси, Оливье (2 апреля 2022 г.). «Опрос о влиянии CYBATHLON на развитие и принятие передовых ассистивных технологий» . Журнал нейроинженерии и реабилитации . 19 (1): 38. дои : 10.1186/s12984-022-01015-5 . hdl : 20.500.11850/542343 . ISSN 1743-0003 .
- ^ Бликенстафф, Брайан Бликенстафф (19 октября 2016 г.). «Кибатлон: куда снова ходят парализованные ноги» . Порок . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ «Технологии, которые вас движут» . Свисстех . 9 декабря 2020 г. . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Пердикис, Серафим; Тонин, Лука; Саиди, Саре; Шнайдер, Кристоф; Миллан, Хосе дель Р. (10 мая 2018 г.). «Гонка Cybathlon BCI: успешное продольное взаимное обучение с двумя пользователями с тетраплегией» . ПЛОС Биология . 16 (5): e2003787. дои : 10.1371/journal.pbio.2003787 . ISSN 1545-7885 . ПМЦ 5944920 . ПМИД 29746465 .
- ^ Хамдан, Путери Нур Фархана; Хамзаид, Нур Аза; Абд Разак, Насрул Ануар; Хасан, Назира (1 ноября 2022 г.). «Вклад чемпионата по кибератлону в литературу по циклической функциональной электростимуляции у людей с травмой спинного мозга: библиометрический обзор» . Журнал спорта и науки о здоровье . 11 (6): 671–680. дои : 10.1016/j.jshs.2020.10.002 . ISSN 2095-2546 . ПМЦ 9729926 . PMID 33068748 .
- ^ Jump up to: а б с Льюингтон, Лара (10 октября 2016 г.). «Кибатлон: Битва бионических спортсменов» . Новости Би-би-си . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Песковиц, Дэвид (3 декабря 2020 г.). «Люди с квадриплегией используют интерфейсы мозг-компьютер, чтобы соревноваться на олимпиадах киборгов» . Боинг-Боинг . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Доктер, Хелен; Подвиншек, Катя; Кумен, Сандер; Каман, Биргит Э; Виссер, Илона; Клундер, Ник; ван ден Берг, Аннелоэс; Белленс, Лориен; Уайнбелт, Кретин; Отлично, Звезды (3 марта 2023 г.). «Практические подходы компании PULSE Racing к подготовке своего спортсмена к велогонке с функциональной электростимуляцией Cybathlon Global Edition: отчет о случае» . Журнал нейроинженерии и реабилитации . 20 (1): 30. дои : 10.1186/s12984-023-01143-6 . ISSN 1743-0003 . ПМЦ 9983524 . ПМИД 36869321 .
- ^ «Глобальное издание Cybathlon 2020» . ПУЛЬС Гонки . 31 января 2021 г. Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Паукович, Донателла (29 ноября 2020 г.). «Андрей Джукич хочет, чтобы победивший проект по протезированию руки был доступен каждому» . Всего новостей Хорватии . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ «Следующий шаг в области носимой робототехники | RoboticsTomorrow» . Робототехника завтрашнего дня . 30 июня 2021 г. . Проверено 4 мая 2023 г.
- ^ Jump up to: а б «Команда Smart ArM разрабатывает протезы для участия в Кибатлоне 2020» . Отчет о роботах . 5 декабря 2020 г. Проверено 4 мая 2023 г.