Når farmor spiller bold med robotten
Der er voksende behov for robotter i ældreplejen. Men hvordan får man et automatiseret maskine til at forholde sig til ændringer i omgivelserne?

Gangbesværede ældre i rullestol forsøger at indhente robotten, som en del af genoptræning. (Foto: Søren Tranberg Hansen)

På et plejehjem i København står en robot, som beboerne kan spille bold med.

Et eksempel på et spil kan være, at man skal tage en bold fra robotten og derefter forsøge at aflevere den tilbage, mens robotten prøver at bevæge sig væk.

Denne form for robotbaserede spil kan blandt andet bruges til at træne ældre med mobilitetsproblemer, og er en ny måde at bruge robotter til underholdende genoptræning af ældre med gangbesvær.

Normalt foregår træning af ældre ved hjælp af såkaldte stoleøvelser, hvor de ældre sidder på en stol og laver forskellige bevægelser med arme og ben under kyndig instruktion af en fysioterapeut.

For mange opleves det som en ret kedelig aktivitet, og det er tit svært for terapeuterne at motivere de ældre til at træne længe og hårdt nok.

På nogle plejehjem har man forsøgt at bruge Nintendo Wii som en del af genoptræningen, men det har vist sig, at eksisterende spil ofte er uegnede, da de ældre oplever dem som svære eller forvirrende.

Forskning har dog vist, at der er perspektiver i at udvikle nye former for træningsredskaber, der kombinerer træning og leg - herunder udvikling af træningsrobotter til ældre, hvilket er fokuspunktet for min erhvervs-ph.d.

Hvad er en robot?

Ordet ’robot’ stammer fra tjekkisk og er en afledning af robota, som betyder arbejde.

Det blev første gang brugt af forfatteren Karel Čapek i skuespillet Rossum's Universal Robots fra 1920.

Der er i dag ingen konsensus om, hvad der kvalificerer en maskine til at være en robot, og bruger man den bredeste definition, kan man i teorien opfatte en kaffemaskine eller opvaskemaskine som en robot.

Fakta

Med denne artikel vandt Søren Tranberg Hansen 3. præmie ved Erhvervs-ph-d Foreningens formidlingspris 2011. Prisen på 4.000 kr. blev uddelt ved ATVs årsmøde 5. maj.

ErhvervsPhD-foreningen afholder igen i år en formidlingskonkurrence for p.h.d-studerende. Deadline er 1. april 2012. Læs mere på www.erhvervsphdforeningen.dk.

Langt den mest udbredte type er den industrielle – det vil sige robotter, som kan forprogrammeres til at udføre gentagne, monotone opgaver i et produktionsanlæg. Industrielle robotter har de seneste 30-40 år været meget anvendt, da de tit kan effektivisere produktionen markant.

Ny retning i robot-forskningen

Fra starten af 90’erne er der sket et paradigmeskift i robotudviklingen, så den forskningsmæssige fokus i dag er på at udvikle robotter, der kan løse opgaver udenfor industrien, for eksempel som hjælpemiddel til ældre og handicappede.

Denne udvikling er blevet forstærket af den demografiske udvikling i mange industrialiserede lande.

I mellem 1980 og 2005 er der blevet 23 millioner færre EU-borgere under 14 år, hvilket på sigt vil skabe mangel på arbejdskraft i hele Europa.

Der bliver med andre ord flere ældre, og færre mennesker til at tage sig af dem, hvilket på sigt vil skabe en stor samfundsmæssig udfordring.

Man forventer, at udviklingen af højteknologiske hjælpemidler kan forlænge den tid, et menneske kan fungere aktivt i samfundet, samtidig med at man kan forbedre brugernes livskvalitet, hvilke kan afbøde nogle af de negative konsekvenser af den demografiske udvikling.

Problemer, problemer og atter problemer

Mens brugen af robotter i industrien er steget støt, er der stadigt relativt få robotter i vores private hjem, på hospitaler og på plejehjem. Hvordan kan det være, når der nu tilsyneladende er så hårdt brug for dem?

Det korte svar, er, at det er forbandet svært at lave en robot, der virker ordentligt.

En fundamental forskel mellem en produktionshal og eksempelvis et plejehjem, er graden af forudsigelighed.

På en bilfabrik bearbejder en robot typisk én type af element, der kommer rullende på et samlebånd efter et bestemt tidsinterval.

Ordet 'robot' kommer af det tjekkiske ord for arbejde. De fleste robotter er således industrielle arbejdsrobotter. (arkivfoto)

Det betyder, at man relativt nemt kan programmere en robot til at udføre en bestemt handling, da den aldrig skal ændre adfærd, så længe produktionslinjen kører.

Det modsatte gælder på et plejehjem, hvor omgivelserne hele tiden ændrer sig uforudsigeligt.

Man ved aldrig, hvor mange personer der er i stuen, hvor de befinder sig, om der er nogen, der har flyttet stolene og så videre.

Kraftigere computere – men ikke mere beslutingsdygtige

Mennesker er fantastisk dygtige til at tilpasse sig den slags omskifteligheder, og vi tænker ofte slet ikke over dem. For en computer (som i realiteten er en hjerne i enhver robot), er det derimod en meget vanskelig opgave.

Det er umuligt at lave en matematisk model, der kan repræsentere og forudse enhver tænkelig situation, og det gør robotten ude af stand til at træffe en fornuftig beslutning. I mange år har man antaget, at det problem ville blive løst, når computerne blev kraftige nok.

Men på trods af, at computerkraften hvert år stiger, er det stadig ikke muligt at lave robotter, der kan matche selv de simpleste former for levende organismer – ikke engang kompleksiteten af en enkelt celle har vist sig muligt at efterligne.

De robotter, som rent faktisk fungerer i dagligdags omgivelser (for eksempel robotstøvsugere, græsslåmaskiner og så videre) er designet til at være så simple som mulige og bevæger sig enten tilfældigt rundt efter et fastlagt mønster, eller bliver fjernstyret af et menneske.

Robotbaserede spil til genoptræning

Overordnet er der altså mange tekniske vanskeligheder ved at udvikle en robot, der kan bruges til genoptræning på plejehjem, hvilket er fokus for min forskning.

Udover at robotten ikke må køre ind i stole og borde, skal man sikre sig, at robotten ikke bevæger sig, så det føles ubehageligt. For eksempel må robotten ikke snige sig ind på folk bagfra.

På trods af disse vanskeligheder har jeg udviklet en række robotbaserede spil til genoptræning af ældre. Disse har vi afprøvet på plejehjem og på genoptræningscentre for ældre.

Traditionel genoptræning kræver arbejdskraft, som bliver en mangelvare i fremtiden. Robotter kan måske tage over. (Foto: Søren Tranberg Hansen)

Selvom robotspillene indtil videre er relativt simple, har det vist sig, at de fleste ældre synes de er underholdende. Det skyldes til dels, at robotten ofte bliver opfattet og behandlet som et slags levende væsen.

De ældre ved udmærket, at robotten ikke kan sanse og føle som et menneske, men alligevel behandler de den, som var den en lille hund eller et barn, og giver den både ris og ros, griner til den og klapper den på hovedet og så videre.

Både til rullestol og rollator

Min forskning peger på, at robotspillene kan bruges til at træne balanceevnen samt evnen til at bevæge og orientere sig i et rum.

Spillene kan derfor være nyttige i forbindelse med træningen af ældre med mobilitetsproblemer, der har været involveret i faldulykker.

Evnen til at bevæge sig varierer meget fra person til person, og derfor skal sværhedsgraden af spillene være tilpasset den enkelte, for at spillet opleves som underholdende.

Som en del af projektet har jeg udviklet en spilalgoritme, der automatisk estimerer, hvor god spilleren er til at bevæge sig, og gradvist tilpasser sværhedsgraden af spillet.

Derfor kan robotspillene bruges af ældre, der sidder i rullestol, bruger rollator, såvel som af dem, der ikke behøver hjælpemidler.

Brugbar og underholdende

Selvom en robot på ingen måde kan erstatte en fysioterapeut, så viser mine forskningsresultater, at robotbaserede spil kan indgå som et nyttigt redskab i behandlingen af ældre med mobilitetsproblemer og at spillene opleves som en underholdende aktivitet i forbindelse med genoptræning.

I min fremtidige forskning vil jeg arbejde på at udvikle mere komplekse spil, hvor de ældre skal samarbejde for at vinde over robotten – formålet er at øge den kognitive træning og den sociale dimension ved brug af spillene.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud