职业生涯 & Student Outcomes

这个史蒂文斯学生正在制作康复'喜欢视频游戏'

电气工程本科技赵先生如何使用操纵杆来帮助中风患者恢复流动性

Qianwen Zhao, using her robot-assisted haptic joystick therapeutic device in the 可穿戴机器人系统实验室.
钱文赵,在可穿戴机器人系统实验室中使用她的机器人辅助触觉操纵杆治疗装置。信贷:吨Duong。

据国家健康研究院称,美国近80万人每年遭受中风。 50%的经验经验长期残疾,导致手臂运动中的困难,包括肌肉弱点,协调问题,肿胀和疼痛。

钱文赵想帮助他们康复。

“这种健康状况影响了他们的生活质量,”赵说。 “我想帮助抚养幸存者在家锻炼身体,使其更加吸引他们。”

Qianwen Zhao, using her robot-assisted Haptic Joystick therapeutic device in the 可穿戴机器人系统实验室.
钱文赵,在可穿戴机器人系统实验室中使用她的机器人辅助触觉操纵杆治疗装置。信贷:吨Duong

使恢复“像视频游戏一样”

赵已经有了机器人学的历史。 “我的父亲是一名飞行员,所以我想要在飞机控制系统上工作,”她说。 “我现在正在做什么。”

“我选择学习电气工程,因为每个工程项目都包括电气,”她说。 “也,史蒂文斯 机械工程系 有一个很好的机器人计划。“

在电气工程学士学位的学生,赵某在助理教授的大部分研究 Damiano Zanotto.s 可穿戴机器人系统实验室 (WRS)。 WRS实验室,隶属于 史蒂文斯人工智能研究所,有很多项目可以帮助恢复患者,包括使用 机器人矫形器鞋垫 帮助卒中患者和 老年患者 走得更好。

中风患者可以在其手臂中恢复失去的流动性或具有物理治疗的功能。但为了最大限度地提高他们的恢复患者,每周需要多次运动,这需要几次访问康复中心。该过程在重复练习时耗时,昂贵,依赖。

赵的解决方案是更具成本效益和乐趣的程度。

“我希望康复感觉像一个视频游戏,”她说。这就是为什么她创造了一个机器人辅助治疗装置的2-DOF触觉操纵杆。该设备将患者与其康复需求量身定制的视频游戏连接。赵的操纵杆适用于患者的手臂上的力量,以指导他们按照游戏所表明的操作。根据其位置和力量反馈,操纵杆将调制力量并适应不同患者的恢复需求。 “用户向左和向右移动,向上和向下移动到类似的计算机鼠标。该设备在中间的角落和操纵杆上有四个电机。”

一场比赛让患者通过移动操纵杆来指导镖弹出气球。患者可以通过瞄准气球并以更高的准确性移动来获得更高的分数。

A screenshot of the video game
气球游戏的屏幕截图。信誉:钱文赵

屡获殊荣的关注

虽然在最早的阶段,但是操纵杆已经赢得了积极的关注。

它赢得了赵今年早些时候新泽西州本科研究研讨会奖的独立学院基金。

“我很惊讶我赢了,”赵说,“但非常开心。”她和Zanotto都将于2月份参加研讨会,并呈现操纵杆。研讨会由医疗器械空间的主要公司赞助,包括BD,西门子和富国银行。 “这将是一个很好的机会,”赵说。

赵也赢得了史蒂文斯的奖项,在这个项目上工作:2018年 Innovation & 创业 summer scholarship award,和2018年 医疗保健创新中心 (CHI)研究奖学金奖。 “朱奖比对我的研讨会更大,”赵说。 “这是一个涵盖这个学期的一年的研究奖,接下来是让我花费一些时间为它进行研究和接受课程的信用,除了一小部分预算,以帮助完成项目。”

克服了“很多小挑战”来解决现实世界问题

那些花费研究的时间对于卒中患者和赵某都有价值。 “我最喜欢的部分是整个学习过程,”她说。 “我正在学习大多数本科课程的理论知识。这很重要,但我最兴意将该知识应用于实际问题。”

由于她的教师主管和​​博士学位,她能够应用这种知识。 WRS实验室的学生,喜欢 玉峰张。 “我受到了很多人的启发,”她补充道。 “他们是伟大的人。”

与他们一样有帮助,赵仍然必须克服“很多小挑战”来解决现实世界问题。 “你从课堂中学到的是理想情况 - 理论”她说。 “真实世界的应用程序完全不同。系统中总有一些校准。存在机械错误,不可避免。他们总是在那里。”

谢天谢地,赵茁壮成长在这个现实世界问题的解决方案。 “你只需要开发你的东西并调整控制器以使其成为最好的性能,”她说。 “这就是为什么我喜欢这种方式做研究。这种实际问题永远不会出现在理论形势中。”

赵将在2019年毕业。之后,她希望作为电气工程师工作。 “我想开发帮助人们的东西。我想制作现实的东西 - 移动的汽车,响应行动的机器人。那种互动对我来说很重要。”

在此之前,她对寻求实践研究经验的其他本科生有一些建议。 “研究你想花时间的有趣领域找到教授,”她说。 “尽早在实验室开始。如果我在我的目前的实验室里,我觉得我会学到更多。”

“如果你不在实验室,这绝对会让你的生活更轻松,但知识更容易记住。在实验室工作适用你在课堂上学的内容。”

Qianwen Zhao, using her robot-assisted Haptic Joystick therapeutic device in the Wearable Robotic Systems Lab
赵,测试她的操纵杆。信贷:吨Duong