通过人机交互和AI改善医疗挑战和教育Improving Medical Challenges and Education through Human-Robot Interaction and AI

环球医讯 / AI与医疗健康来源:newsroom.lmu.edu美国 - 英语2024-11-09 05:00:00 - 阅读时长3分钟 - 1366字
Loyola Marymount University的机械工程助理教授Xiangyi Cheng利用增强现实技术改进机器人学教学,并开发自主解决方案优化手术过程。
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通过人机交互和AI改善医疗挑战和教育

Loyola Marymount University的机械工程助理教授Xiangyi Cheng利用增强现实技术来增强机器人学的学习。“我认为工程学是为了开发能够提升或改善我们生活的社会解决方案,” Cheng说,“医疗保健和教育领域对广泛的人群来说非常重要,几乎每个人都有过医疗和教育的经历,这也是为什么我特别针对这两个领域进行研究。”

Cheng的研究兴趣集中在机器人学、人机交互和增强现实。从某种意义上说,工程学是Cheng的家族传统。虽然她的父亲是中国的一名采矿工程师,但她被新兴和创新技术所吸引。“我发现自己的教学和研究路径是开发由AI技术(包括计算机视觉和机器学习)增强的新型机器人和人机交互系统,” Cheng说。

Cheng的工作场所价值观与Loyola Marymount University的使命相符,该大学鼓励学习、全面教育、信仰服务和正义促进。“大学也重视小班授课,这让我能够真正了解我的学生,”她说,“最重要的是,我想在LMU教书,因为学校注重教师学者模式——40%的教学、40%的研究和20%的服务。”

她已经让三名学生参与了她的研究项目,这些项目涉及机器人技术、增强现实和智能系统。她的目标是增强人机交互并提供创新解决方案,特别是在医疗保健和教育领域。

Cheng的一个研究应用是针对并指手术,帮助出生时手指融合或蹼状的孩子。外科医生在进行这种手术时面临的挑战之一是确定分离手指后重建指间空间所需的皮肤量和形状。Cheng的合作研究旨在建立一个自主解决方案,通过有限元分析(一种计算机辅助工程技术,用于预测某物在实际条件下的性能)提取背侧皮瓣的几何特征,优化其尺寸和形状。“我们希望通过这些计算找到定量的方法来确定并指手术所需的最佳皮肤量和形状,特别是考虑到患者手部形状和大小的多样性,” Cheng解释道。“我们认为这种方法可以应用于其他类型的整形手术。”

“我希望继续开发用于医疗方法或评估增强的设备,” Cheng说。

另一个研究项目专注于通过增强现实技术提高机器人学教育体验。该项目的核心是开发和评估一个使用HoloLens 2的应用程序,这是一种由微软提供的混合现实设备,利用全息计算为用户提供沉浸式体验。该应用程序将数字坐标系投射到实际机器人臂的各个链接上,极大地促进了对Denavit-Hartenberg(D-H)公式的三维理解,该公式用于计算机器人的运动学和动力学。“我们的目标是将AR头戴设备用于识别机器人臂上的链接,固定D-H框架,并根据臂的动作自动调整框架,从而增强学生的空间理解能力,” Cheng解释道。

目前,Cheng正在教授《工程导论》和《毕业设计项目》。加入Loyola Marymount University之前,Cheng曾是Ohio Northern University的助理教授和Texas A&M University的教学研究员。Cheng在Texas A&M University获得机械工程博士学位,在北京中国矿业大学获得机械工程学士学位。她还在Case Western Reserve University开始了研究生学业,后来跟随转到Texas A&M University任教的博士导师继续深造。


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