Resumen de NAOMOBBY, development of a computer vision and robotics-based software tool to support rehabilitation in upper limb physical therapies

Bladimir Bacca Cortes, Cristhian Eduardo Fernández Álvarez, Eduardo F. Caicedo, Jaime Alberto Buitrago

• español

  Actualmente, el 21% de la población en Colombia y el 35% de la población del Valle del Cauca tiene limitaciones en el movimiento del cuerpo, brazos, manos o piernas. Entonces, la calidad de vida de estas personas está altamente afectado, ya que ellas tienen limitaciones al desarrollar actividades del diario vivir. La rehabilitación a través de la terapia física, permite la restauración del movimiento y la máxima capacidad funcional en las personas. Terapias físicas exitosas dependen de la empatía y motivación con el proceso de rehabilitación (PR), entonces entre más alta la empatía de los pacientes con el PR, más alta la disposición será de los pacientes en relación con la terapia de rehabilitación. Motivación es crucial en rehabilitación, y es usado como un resultado determinante de la rehabilitación. Este trabajo tiene el objetivo de presentar la herramienta software llamada NAOMOBBY para soportar las terapias de rehabilitación física de las articulaciones de hombro, codo y muñeca. NAOMOBBY incluye una GUI para terapeutas, un sensor Kinect y un robot interactivo humanoide NAO con el fin de incrementar la disposición del paciente hacia el PR. NAOMOBBY incluye los siguientes módulos: configuración y gestión, reproducción de movimiento y reporte de resultados usando la metodología GAS. NAOMOBBY fue probada usando pruebas cuantitativas y de campo. Las pruebas cuantitativas miden el error en el sensor Kinect de los movimientos de las articulaciones del robot NAO, con el fin de brindar a los usuarios una adecuada realimentación. Los resultados cuantitativos fueron obtenidos usando tres movimientos funcionales básicos. Los errores cuadráticos medios de estos tres movimientos fueron 0,373%, 0,096%, y 1,129% respectivamente. Las pruebas de campo fueron realizadas en el centro de neuro-rehabilitación SURGIR usando 3 fisioterapeutas quienes consideraron a la herramienta software NAOMOBBY como novedosos, fáciles de usar y que motiva a los pacientes a realizar la terapia física.

• English

  Nowadays, 21% of Colombian population, and the 35% of the population in Cauca Valley have limited movement of body, arms, hands or legs. Then, the quality of life of these people is highly affected, since they have limitations in daily living activities. Physical rehabilitation therapies allow the restoration of movement and maximum functional capacity in people. Successful physical therapies depend on empathy and motivation with the rehabilitation process (RP), then the more empathy of patients with the RP, the more patient willingness regarding the rehabilitation therapy. Motivation is crucial in rehabilitation, and it is used as a fundamental rehabilitation out-come. This work has the aim to present the software tool called NAOMOBBY to support physical rehabilitation therapies of shoulder, elbow and wrist joints. NAOMOBBY includes a GUI for therapist, a Kinect sensor and an interactive humanoid robot NAO to increase the patient willingness regarding the RP. NAOMOBBY includes the following modules: configuration/management, movement reproduction, and results report using GASmethodology. NAOMOBBY was tested using quantitative and field tests. Quantitative tests measure the error in the Kinect sensor of the NAO robot joint motions to bring users a suitable feedback. Quantitative results were obtained using three basic functional motions. The mean square error for these three motions were 0,373%, 0,096%, and 1,129% respectively. Field tests were conducted at the SURGIR neuro-rehabilitation center using 3 physiotherapists who considered the NAOMOBBY softwaretool as a novel, easy to use, and that encourage patients to perform the physical therapy.