2023. 11. 20. - 10:30
Mesterséges intelligencia - Algoritmusok segíthetnek a hátedzésben
A hátfájás rendkívül elterjedt probléma napjainkban. Kutatók a megoldást hosszú távú, személyre szabott hátgyakorlatokban látják, melyben algoritmus határozza meg az edzés intenzitását.
Manapság a hátfájás az egyik leggyakoribb gond a mindennapokban. Még fiatalok is egyre nagyobb számban számolnak be hátfájdalmakról.
Az efféle betegségek gazdasági hatását pár évvel ezelőtt nagyjából 50 milliárd euróra becsülte a Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) Egészségügyi Közgazdaságtani és Menedzsment Intézete.
Mit lehet tenni ez ellen?
A fizioterápia, valamint a célzott izom- és koordinációs edzés rendkívül hatékony. Gyakran felírják a diagnosztizált, nem specifikus hátfájdalmakra – mutatott rá Rainer Burgkart professzor, ortopéd szakember, a Müncheni Műszaki Egyetem (TUM) munkatársa.
Mesterséges intelligencia - Algoritmusok segíthetnek a hátedzésben
„A célzott kezelés befejeztével azonban a legtöbb páciens visszacsúszik régi viselkedési mintáiba és a hátizmok ismét gyengébbek lesznek” – jegyezte meg.
A TUM és a Klinikum rechts der Isar új, közös találmánya a GyroTrainer, melynek célja a hosszú távú, személyre szabott hátgyakorlatok népszerűsítése a jövőben.
Burgkart professzor a TUM Müncheni Robotikai és Gépi Intelligencia Intézetével (MIRMI), a fitneszeszközöket gyártó Erhard Peuker GmbH-val, valamint a B&W Embedded Solutions GmbH hardver- és szoftverspecialistával együttműködve fejlesztette ki a GyroTrainert.
Ez lényegében egy hátizom edző eszköz, amely igazítható az egyéni felhasználók képességeihez. A munka egy 3 éves éves kutatási projekt keretében valósult meg.
A GyroTrainer kerek, 50 cm átmérőjű platformra épül. Előre, hátra és oldalra dönthető, valamint forgatható is. Giroszkóphoz hasonlít, amelyet úgy terveztek, hogy sokféle konfigurációban és pozícióban kiegyensúlyozott maradjon.
Hasonló elvet alkalmaznak a GyroTrainerben. A felhasználók a kerek platformra lépnek és megpróbálják megőrizni egyensúlyukat.
A platform alatt elhelyezett érzékelők és villanymotorok regisztrálják az illető mozgását, dönthetik és forgathatják a lemezt. A készülék úgy működik, mint egy egyensúly-tábla, azzal a különbséggel, hogy a merevség variálható. A kihívás az, hogy a felhasználók megőrizzék az egyensúlyukat.
„Az eszköz megfelelő előkészítése nem egyszerű az egyéni felhasználó igényeinek megfelelő beállítással. Először is meg kell találnunk a megfelelő merevséget az adott személy számára. Ha a felhasználó egy bizonyos ideig kényelmesen meg tudja tartani az egyensúlyát egy adott merevségi szinten, egy tanulási algoritmus eldönti a platform megfelelő kezdeti beállítását, hogy az se túl könnyű, se túl nehéz legyen az illető számára” - magyarázta Elisabeth Jensen, a MIRMI kutatója.
A tényleges edzés ezután kezdődik el.
„Partnereink kifejlesztettek egy számítógépes játékot, melyben a vezérlés a felhasználó mozgásából adódik – mondta el Jensen, a TUM kutatója. – Mindez a Space Invaders játék mintájára készült. A játékos űrhajója rendszeres időközönként automatikusan tüzel a betolakodókra, miközben megpróbálja elkerülni a bejövő lövéseket. Ez ügyességet és koncentrációt igényel”.
A szakember hozzátette: minél kevésbé merev a platform beállítás, annál nehezebb megőrizni a stabilitást és irányítani az űrhajót. Sőt, arra is van lehetőség, hogy zavaró tényezőket csatlakoztassanak.
„A platform hirtelen balra vagy jobbra forog, ami még nehezebbé teszi a felhasználó számára az egyensúly fenntartását. Kezdetben a platform elég szilárdnak tűnik a felhasználó lába alatt, de fokozatosan instabilabbá válik. Végül pedig extra lökéseket kezd adni a nagyon jó állapotú felhasználók számára” – magyarázta Burgkart.
Nincs messze, hogy termék legyen belőle
A kutatócsapat elektromiográfiás (EMG) szenzorok segítségével oldotta meg, hogy a rendszer hatékonyan aktiválja a gerincoszlop stabilitása szempontjából fontos has- és hátizmokat, s még nagyobb kihívást jelentsen a tevékenység a forgó mozgással.
Minél kevésbé merev a rendszer, s minél gyakoribbak a hirtelen forgások, annál nagyobb az izomzat igénybevétele. Márpedig a kiegyensúlyozó mozgások a leghatékonyabb módszerek közé tartoznak - mondta Burgkart.
Megjegyezte: az új edzőeszközt elsősorban prevenciós célokra kell használni - az elsődleges betegeknél, akiknél emelkedett a kockázat, s azoknál a másodlagos betegeknél is, akik korábban szenvedtek hátfájástól.
Közel háromévnyi kutatás után mára világossá vált, hogy a GyroTrainer rendeltetésszerűen működik és megfelel orvosi elvárásoknak. Még mindig szükség van azonban néhány lépésre, mielőtt termékként használhatóvá válhat, ez az idő azonban már nincs messze.
A jövőben az eszköz mesterséges intelligencia funkciója független, biztonságos logikai rendszerként működik majd a kezdeti merevség beállítására és a megfelelő játéklehetőségek nehézségi szintjének kiválasztására. A felhasználó a napi közérzete, a fáradtság szintje és az egyéni edzés előrehaladása alapján is képes lesz módosítani azt.
L.A.
