EM 2010, HENRY EVANSviu um robô na TV. Era um PR2, da empresa de robótica Willow Garage, e o professor de robótica da Georgia Tech, Charlie Kemp, estava demonstrando como o PR2 era capaz de localizar uma pessoa e trazer-lhe um frasco de remédio. Para a maioria das pessoas que assistiram naquele dia, o PR2 era pouco mais que uma novidade. Mas para Evans, o robô tinha potencial para mudar vidas. “Imaginei o PR2 como meu substituto corporal”, diz Evans. “Eu imaginei usá-lo como uma forma de manipular mais uma vez meu ambiente físico depois de anos apenas deitado na cama.”
Oito anos antes, aos 40 anos, Henry trabalhava como CFO no Vale do Silício quando sofreu um ataque semelhante a um derrame causado por um defeito de nascença e, da noite para o dia, tornou-se uma pessoa sem fala e tetraplegia. "Um dia eu tinha 6'4", 200 libras. executivo”, escreveu Evans em seu blog em 2006. “Sempre fui extremamente independente, provavelmente até demais. Com um golpe fiquei completamente dependente para tudo…. Cada coisa que eu quero fazer, tenho que pedir a outra pessoa para fazer e depender dela para fazer isso. "Evans é capaz de mover os olhos, a cabeça e o pescoço, e mover levemente o polegar esquerdo. Ele pode controlar um computador cursor usando movimentos de cabeça e um teclado na tela para digitar cerca de 15 palavras por minuto, que foi como ele se comunicou com o IEEE Spectrum para esta história.
Henry Evans faz a barba com a ajuda de um robô PR2 em 2012.
Após entrar em contato com Kemp da Georgia Tech, e em parceria com Willow Garage, Evans e sua esposa Jane começaram a colaborar com os roboticistas em um projeto chamado Robots for Humanity. O objetivo era encontrar formas de ampliar a independência das pessoas com deficiência, ajudando-as e, igualmente importante, aos seus cuidadores, a viverem vidas melhores e mais gratificantes. O PR2 foi a primeira de muitas tecnologias assistivas desenvolvidas através da Robots for Humanity, e Henry finalmente conseguiu usar o robô para (entre outras coisas) ajudar-se a fazer a barba e coçar a própria coceira pela primeira vez em uma década.
“Robôs são algo que sempre foi ficção científica para mim”, disse-me Jane Evans. “Quando comecei esta jornada com Henry, nunca me passou pela cabeça que teria um robô em minha casa. Mas eu disse a Henry: 'Estou pronto para embarcar nesta aventura com você.' Todo mundo precisa de um propósito na vida. Henry perdeu esse propósito quando ficou preso em seu corpo, e vê-lo abraçar um novo propósito - isso devolveu a vida ao meu marido.
Henry salienta que um dispositivo de assistência não deve apenas aumentar a independência da pessoa com deficiência, mas também facilitar a vida do cuidador. “Os cuidadores estão superocupados e não têm interesse (e muitas vezes nenhuma aptidão para) tecnologia”, explica ele. "Portanto, se não for muito simples de configurar e não economizar uma quantidade significativa de tempo, simplesmente não será usado."
Embora o PR2 tivesse muito potencial, era muito grande, muito caro e muito técnico para uso regular no mundo real. "Custou US$ 400,000", lembra Jane. "Ele pesava 400 quilos. Poderia destruir nossa casa se batesse em alguma coisa! Mas percebi que o PR2 é como os primeiros computadores - e se isso é o que é preciso para aprender como ajudar alguém, vale a pena."
Para Henry e Jane, o PR2 foi mais um projeto de pesquisa do que uma ferramenta útil. O mesmo aconteceu com Kemp, da Georgia Tech – um robô tão pouco prático como o PR2 nunca poderia ter um impacto direto fora de um contexto de pesquisa. E Kemp tinha ambições maiores. “Desde o início, tentamos levar nossos robôs para casas reais e interagir com pessoas reais”, diz ele. Para fazer isso com um PR2 foi necessária a assistência de uma equipe de roboticistas experientes e de um caminhão com portão elevatório motorizado. Oito anos após o início do projeto Robôs para a Humanidade, eles ainda não tinham um robô que fosse prático o suficiente para ser usado por pessoas como Henry e Jane. “Achei isso incrivelmente frustrante”, lembra Kemp.
Em 2016, Kemp começou a trabalhar no projeto de um novo robô. O robô aproveitaria anos de avanços em hardware e poder computacional para fazer muitas das coisas que o PR2 poderia fazer, mas de uma forma simples, segura e acessível. Kemp encontrou uma alma gêmea em Aaron Edsinger, que, como Kemp, obteve o doutorado. no MIT sob Rodney Brooks. Edsinger foi então cofundador de uma startup de robótica que foi adquirida pelo Google em 2013. “Fiquei frustrado com a complexidade dos robôs sendo construídos para fazer manipulação em ambientes domésticos e perto de pessoas”, diz Edsinger. "[A ideia de Kemp] resolveu muitos problemas de uma forma elegante." Em 2017, Kemp e Edsinger fundaram a Hello Robot para tornar sua visão realidade.
O robô projetado por Kemp e Edsinger chama-se Stretch. É pequeno e leve, facilmente transportado por uma pessoa. E com um preço comercial de US$ 20,000, o Stretch custa uma pequena fração do custo de um PR2. O custo mais baixo se deve à simplicidade do Stretch – ele tem um único braço, com graus de liberdade suficientes para permitir que ele se mova para cima e para baixo, estenda e retraia, junto com uma articulação do punho que dobra para frente e para trás. A pinça na extremidade do braço é baseada em uma ferramenta auxiliar de preensão popular (e barata) que Kemp encontrou na Amazon. A detecção é focada nos requisitos funcionais, com prevenção básica de obstáculos para a base, juntamente com uma câmera de profundidade em uma cabeça de rotação horizontal e vertical na parte superior do robô. Stretch também é capaz de realizar tarefas básicas de forma autônoma, como agarrar objetos e mover-se de sala em sala.
Essa abordagem minimalista à manipulação móvel traz benefícios além de manter o Stretch acessível. Os robôs podem ser difíceis de controlar manualmente e cada junta adicional acrescenta complexidade extra. Mesmo para usuários sem deficiência, dirigir um robô com muitos graus de liberdade diferentes usando um teclado ou um gamepad pode ser entediante e requer muita experiência para funcionar bem. A simplicidade do Stretch pode torná-lo uma ferramenta mais prática do que robôs com mais sensores ou graus de liberdade, especialmente para usuários novatos ou para usuários com deficiências que podem limitar a forma como eles conseguem interagir com o robô.
Um robô Stretch sob o controle de Henry Evans ajuda sua esposa, Jane, na preparação e limpeza das refeições.
“A coisa mais importante que Stretch deve fazer por um paciente é dar sentido à sua vida”, explica Jane Evans. “Isso se traduz em contribuir para certas atividades que fazem a casa funcionar, para que não se sintam inúteis. O alongamento pode aliviar um pouco a carga do cuidador para que ele possa passar mais tempo com o paciente”. Henry está perfeitamente ciente desse fardo, e é por isso que seu foco com Stretch está em "tarefas mundanas e repetitivas que, de outra forma, ocupariam o tempo do cuidador".
Vy Nguyen é um terapeuta ocupacional que tem trabalhado com Hello Robot para integrar Stretch em uma função de cuidador. Com uma doação de US$ 2,5 milhões para Pesquisa em Inovação em Pequenas Empresas do National Institutes of Health e em parceria com Wendy Rogers da Universidade de Illinois Urbana-Champaign e Maya Cakmak da Universidade de Washington, Nguyen está ajudando a encontrar maneiras pelas quais o Stretch pode ser útil em a vida diária dos Evans.
Há muitas tarefas que podem ser frustrantes para o paciente, dependendo do cuidador, diz Nguyen. Várias vezes por hora, Henry sofre de coceiras que não consegue coçar e que descreve como debilitantes. Em vez de pedir ajuda a Jane, Henry pode fazer com que Stretch pegue uma ferramenta para coçar e use o robô para coçar ele mesmo. Embora isto possa parecer algo relativamente pequeno, é extremamente significativo para Henry, melhorando a sua qualidade de vida e reduzindo a sua dependência da família e dos cuidadores. “O Stretch pode preencher a lacuna entre as coisas que Henry fazia antes do derrame e as coisas que ele aspira fazer agora, permitindo-lhe realizar suas atividades diárias e objetivos pessoais de uma forma diferente e adaptável por meio de um robô”, explica Nguyen. "Stretch se torna uma extensão do próprio Henry."
Esta é uma propriedade única de um robô móvel que o torna especialmente valioso para pessoas com deficiência: Stretch dá a Henry a sua própria agência no mundo, o que abre possibilidades que vão muito além da terapia ocupacional tradicional. “Os pesquisadores são muito criativos e encontraram vários usos para o Stretch que eu nunca teria imaginado”, observa Henry. Através do Stretch, Henry pôde jogar pôquer com seus amigos sem precisar depender de um colega de equipe para lidar com suas cartas. Ele pode enviar receitas para uma gráfica, recuperá-las e trazê-las para Jane na cozinha enquanto ela cozinha. Ele pode ajudar Jane a entregar refeições, limpar a louça para ela e até mesmo transportar um cesto de roupa suja para a lavanderia. Tarefas simples como essas são talvez as mais significativas, diz Jane. "Como você faz essa pessoa sentir que a contribuição dela é importante e vale a pena? Vi Stretch sendo capaz de aproveitar isso. Isso é enorme."
Um dia, Henry usou Stretch para dar uma rosa a Jane. Antes disso, ela diz: “Toda vez que ele colhe flores para mim, estou agradecendo ao Henry junto com o cuidador. Mas quando Henry me entregou a rosa através do Stretch, não havia mais ninguém a quem agradecer além dele. a cara dele quando ele me entregou aquela rosa era inacreditável."
Henry também conseguiu usar o Stretch para interagir com sua neta de três anos, que ainda não tem idade suficiente para entender sua deficiência e antes o via, diz Jane, como algo parecido com uma peça de mobília. Através do Stretch, Henry pode jogar joguinhos de basquete e boliche com sua neta, que o chama de “Papa Wheelie”. “Ela sabe que é Henry”, diz Nguyen, “e o robô a ajudou a vê-lo como uma pessoa com quem pode brincar e se divertir com ela de uma forma muito legal”.
A pessoa que mais trabalha para transformar o Stretch em uma ferramenta prática é Henry. Isso significa “levar o robô ao seu limite para ver tudo o que ele pode fazer”, diz ele. Embora Stretch seja fisicamente capaz de fazer muitas coisas (e Henry ampliou essas capacidades projetando acessórios personalizados para o robô), um dos maiores desafios para o usuário é encontrar a maneira certa de dizer ao robô exatamente como fazer o que você deseja. pendência.
Henry colaborou com os pesquisadores para desenvolver sua própria interface gráfica de usuário para facilitar o controle manual do Stretch, com múltiplas visualizações de câmera e grandes botões na tela. Mas o potencial do Stretch para operação parcial ou totalmente autônoma é, em última análise, o que tornará o robô mais bem-sucedido. O robô depende de “um tipo muito particular de autonomia, chamada autonomia assistiva”, explica Jane. “Ou seja, Henry está no controle do robô, mas o robô está tornando mais fácil para Henry fazer o que ele deseja.” Pegar sua ferramenta de riscar, por exemplo, é tedioso e demorado sob controle manual, porque o robô precisa ser movido exatamente para a posição correta para agarrar a ferramenta. A autonomia assistencial dá a Henry um controle de nível superior, para que ele possa direcionar Stretch para se mover sozinho para a posição correta. Stretch agora tem um menu de sub-rotinas de movimento pré-gravadas que Henry pode escolher. “Posso treinar o robô para realizar uma série de movimentos rapidamente, mas ainda tenho controle total sobre quais são esses movimentos”, diz ele.
Henry acrescenta que levar a autonomia assistiva do robô a um ponto em que seja funcional e fácil de usar é o maior desafio no momento. O Stretch pode navegar de forma autônoma pela casa, e o braço e a pinça também podem ser controlados de forma confiável. Mas é preciso trabalhar mais para fornecer interfaces simples (como controle de voz) e para garantir que o robô seja fácil de ligar e não se desligue inesperadamente. Afinal, ainda é um hardware de pesquisa. Depois que os desafios com autonomia, interfaces e confiabilidade forem enfrentados, diz Henry, “a conversa se voltará para questões de custos”.
Henry Evans usa um robô Stretch para se alimentar de ovos mexidos.
O preço de US$ 20000 por um robô é substancial, e a questão é se o Stretch pode se tornar útil o suficiente para justificar seu custo para pessoas com deficiências cognitivas e físicas. “Continuaremos iterando para tornar o Stretch mais acessível”, diz Charlie Kemp, da Hello Robot. “Queremos fazer robôs para uso doméstico que possam ser usados por todos e sabemos que o preço acessível é um requisito para a maioria das casas.”
Mas mesmo com o preço atual, se o Stretch conseguir reduzir a necessidade de um cuidador humano em algumas situações, o robô começará a se pagar. Os cuidados humanos são muito caros – a média nacional é superior a US$ 5,000 por mês para um auxiliar de saúde domiciliar, o que é simplesmente inacessível para muitas pessoas, e um robô que poderia reduzir a necessidade de cuidados humanos em algumas horas por semana se pagaria em apenas alguns anos. E isso sem levar em conta o valor do cuidado prestado pelos familiares. Mesmo para os Evans, que têm uma cuidadora contratada, grande parte dos cuidados diários de Henry recai sobre Jane. Esta é uma situação comum em que as famílias se encontram, e é também onde o Stretch pode ser especialmente útil: permitindo que pessoas como Henry administrem mais de suas próprias necessidades sem ter que depender exclusivamente da ajuda de outra pessoa.
Henry Evans usa sua interface gráfica de usuário personalizada para controlar o robô Stretch para pegar uma toalha,
coloque a toalha em um cesto de roupa suja e, em seguida, reboque o cesto de roupa suja até a lavanderia.
Stretch ainda tem algumas limitações significativas. O robô pode levantar apenas cerca de 2 quilos, por isso não pode manipular o corpo ou os membros de Henry, por exemplo. Também não tem como subir e descer escadas, não foi concebido para sair e ainda requer muita intervenção técnica. E não importa quão capazes Stretch (ou robôs como Stretch) se tornem, Jane Evans tem certeza de que eles nunca serão capazes de substituir cuidadores humanos, nem ela gostaria que o fizessem. “É o olhar de uma pessoa para outra”, diz ela. "São as palavras que saem de você, as emoções. O toque humano é muito importante. Essa compreensão, essa compaixão - um robô não pode substituir isso."
O Stretch ainda pode estar longe de se tornar um produto de consumo, mas certamente há interesse nele, diz Nguyen. “Conversei com outras pessoas que têm paralisia e elas gostariam que um Stretch promovesse sua independência e reduzisse a quantidade de assistência que frequentemente pedem aos seus cuidadores”. Talvez devêssemos julgar a utilidade de um robô auxiliar não pelas tarefas que ele pode realizar para um paciente, mas sim pelo que o robô representa para esse paciente, e para seus familiares e cuidadores. A experiência de Henry e Jane mostra que mesmo um robô com capacidades limitadas pode ter um impacto enorme no usuário. À medida que os robôs se tornam mais capazes, esse impacto só aumentará.
“Eu definitivamente vejo robôs como Stretch nas casas das pessoas”, diz Jane. "Quando, é a questão? Não sinto que ainda demore muito. Acho que estamos chegando perto." Robôs domésticos úteis não chegarão em breve, como Jane nos lembra: “Todos nós estaremos lá um dia, de alguma forma ou formato”. A sociedade humana está envelhecendo rapidamente. A maioria de nós eventualmente precisará de alguma ajuda nas atividades da vida diária e, antes disso, estaremos ajudando nossos amigos e familiares. Os robôs têm o potencial de aliviar esse fardo para todos.
E para Henry Evans, Stretch já está fazendo a diferença. “Dizem que a última coisa que morre é a esperança”, diz Henry. “Para as pessoas com deficiência grave, para quem avanços médicos milagrosos não parecem viáveis nas nossas vidas, os robôs são a melhor esperança para uma independência significativa.”
O artigo está reproduzido no site:Disponível em: https://spectrum.ieee.org/stretch-assistive-robot