使用鲁棒口腔感知和物理交互感知控制的机器人辅助口内喂食转移

机器人辅助喂食可以极大改善行动受限者的生活。现代喂食系统可以将食物拾取并放置在护理对象的嘴前进行咬取。然而，许多严重行动受限的人无法向前倾斜，需要直接的口内食物放置。口内喂食转移需要精确度，特别是对于口腔开口受限的人，并需要熟练处理各种物理交互——工具移动时的意外接触、突发肌肉痉挛导致的冲动接触、被喂食者引导餐具的故意操作以及有意咬取。本文提出了一种口内喂食转移方法，使用两个关键组件应对这些挑战：一个对工具遮挡鲁棒的多视角口腔感知管道，以及一种采用多模态时间序列分类来识别并适当响应不同物理交互的控制机制。我们通过两项消融研究展示了这些组件的单独功效。在一项综合用户研究中，我们的系统成功为具有不同行动挑战的13名护理对象提供喂食。参与者一致强调了我们口内喂食转移方法的舒适性和安全性，并给出了较高的技术接受度评分，突出了该方法在真实场景中的变革潜力。