El ve Bilek Rehabilitasyonunun Geleceği: Eğlenceli Arcade Oyunları!

Sanal gerçeklik (VR) ve video oyunları düşünüldüğünde akla ilk gelen şey eğlenceli dijital deneyimlerdir. Ancak son birkaç yılda, VR kulaklıklarıyla yapılan egzersiz rutinlerine olan ilginin arttığını görmekteyiz. Uygulamalar bununla sınırlı değil. Bu yılın başlarında, nörobilimciler Alzheimer hastalığının erken tespitine yardımcı olabilecek bir platform geliştirdiler.

VR tabanlı terapötik programlar, insanların ameliyat sonrası ağrı ile başa çıkmalarına yardımcı olmak için de kullanılıyor. Doktorlar, daha sürükleyici bir öğrenme ve öğretme deneyimi sağlamak amacıyla VR eğitim programlarını uygulamaya koyuyor. Linguistik uzmanı Dr. Yasir Naseem, Digital Trends’e verdiği demeçte, oyunlaştırmanın sektörü devrim niteliğinde değiştirdiğini ve bunun tıbbi alanda da geçerli olduğunu belirtti.

Bu alandaki en son gelişme, Madrid’deki Universidad Carlos III uzmanlarının, Barcelona ve Madrid’deki hastanelerle iş birliği içinde çalışarak, bilek ve el hareketliliği sorunları olan bireylerin oyunlar yoluyla rehabilitasyonunu sağlamak amacıyla geliştirdikleri projeden geliyor. Ekip özellikle egzersiz ile video oyunlarını birleştiren exergames konseptine güveniyor.

Buna yönelik olarak ekip, bireylerin kavrama gücünü ölçme yeteneğine sahip ve el ile bilek hareketinin tam aralığını analiz edebilen sensörlerle donatılmış iki arcade tarzı oyun ve özel bir kontrolcü geliştirdi. Bağlı platform, yorgunluk ve tepkime süreleri gibi detayları kaydederken, bireylerin güç profillerini oluşturan bütünsel bir profil çıkarabiliyor.

Oyunlar ve rehabilitasyon

Tıbbi alanda, temelde kavrama, pronasyon–supinasyon, fleksiyon–uzatma ve ulnar–radial sapma hareketlerine odaklanan rehabilitasyon ile ilgileniyoruz. Exergames’in etkinliğini araştırmaya yönelik önceki çalışmalara kıyasla, yeni eJamar platformu kavrama gücünü artırmakla kalmıyor, aynı zamanda uzuv hareketliliğinin rehabilitasyonunu da sağlıyor.

Projeye katkıda bulunan uzmanlardan biri, yalnızca 30 dakika boyunca düzenli etkileşimin hastalarda kavrama gücünü %100 artırdığını belirtirken, aynı zamanda bilek hareket genişliğini de artırdığını vurguluyor. Ancak, potansiyel çok büyük.

Ekip, eJamar platformunun el yaralanmaları ve kırıklarının iyileşmesine yardımcı olabileceğini, ayrıca yakın gelecekte Parkinson hastalığı, multipl skleroz ve inme gibi nörolojik problemlerle başa çıkan hastalara da destek olabileceğini belirtiyor.

Bu yaklaşım, randevu alma, seyahat etme ve sağlık merkezlerinde ve hastanelerde gereken ilgiyi görme gibi lojistik sorunları oldukça kolaylaştırabilir.

Kısacası, eJamar telerehabilitasyon her paydaş için maliyetleri, zamanı ve erişilebilirliği azaltabilir. ‘Peter Jumper ve Andromeda oyunları oldukça basit bir şekilde kullanılıyor ve oyunu oynamak için herhangi bir önceki deneyim gerekmiyor,’ diyor Oña Simbaña Digital Trends’e.

eJamar platformu nasıl çalışıyor?

eJamar platformunun en önemli unsuru, bireylerin kavrama gücüne odaklanan özel kontrolcüdür. “eJamar sistemi, el hareketlerini tanımlamak ve el kavrama kuvvetini ölçmek için kuvvet sensörleri, IMU’lar ve Arduino tabanlı bir kontrol sistemi entegre ediyor,” diyor UC3M Sistem Mühendisliği ve Otomasyon Bölümü öğretim üyesi Edwin Daniel Oña Simbaña.

eJamar platformunun kalbinde, bilek hareketi ve gücünü ele alan özel bir kablosuz kontrolcü bulunmaktadır. Kontrolcü, bir nesneyi sıkıca tutarken parmakların şekline uyan girintilerle donatılmış bir kavrama tutamağı içeriyor.

Kablosuz kontrolcünün içinde yer alan titreşim aktüatörleri, oyun içi eylemlere karşılık gelen dokunsal geri bildirim sağlıyor, örneğin bir çarpma veya ilerleme aşamalarında. İnsani ölçüm sistemi (IMU) sensörü, üç eksen boyunca dokuz serbestlik derecesini takip edebiliyor.

Ayrıca, oyun deneyimlerini etkinleştirmek ve devre dışı bırakmak için bir düğme bulunuyor, bu aynı zamanda kontrolcüyü uyku modundan uyandırıyor. Yerleşik bir hesaplama ünitesi, bağlı olduğu oyuna göre el hareket verilerini kayıt altına almakta.

eJamar kontrolcüsünün en önemli unsurlarından biri, kavrama gücünü 100 kgf’ye kadar ölçebilen bir deformasyon ölçeri (strain gauge) bulunuyor. Maksimum konfor için her bireyin el boyutuna ve konfor seviyelerine göre ayarı yapılabilen bir ayar düğmesi mevcut.

Oyunlar açısından, ilk olanı Peter Jumper. Bu oyun, oyuncuların engellerden kaçınarak bir şehir manzarasında gezinmesine olanak tanıyan 3D bir dünyada geçiyor. Bireysel tercihlere göre, zorluk seviyesi, dokunsal geri bildirim, hız ve süre gibi unsurlar ayarlanabiliyor. Oyuna dalmadan önce, oyuncunun kontrolcüdeki uygulayabileceği güç miktarına bağlı olarak kavrama sınırları kalibre ediliyor.

Kullanıcıların kumanda gripper’ını sıkarak zıplama yapmalarının gerektiği gripper squeeze modu oyununu oynarken, ikinci oyun olan Andromeda 2D bir uzay atış oyununu içeriyor. Oyuncular, düşmanlara ateş ederken ve değerli öğeleri toplarken bir uzay gemisini kontrol ediyorlar.

Bu oyunun ana hedefi, kullanıcıların kavrama güçlerini artırmak ve bilek hareketlerini serbest bırakmaktır. “Bu oyun kontrol fonksiyonlarının amacı, el ve bilek rehabilitasyon seanslarında sıkça uygulanan egzersizlerin taklit edilmesini sağlamaktır,” diyor Applied Sciences dergisindeki araştırma raporu.

İlginç bir şekilde, bu oyunları çalıştırmak için sistem gereksinimleri oldukça mütevazıdır ve hem macOS hem de Windows üzerinde çalışabilmektedir. Donanım tarafında ise, bir Intel Core i3-2100 işlemci, 4GB RAM, 1GB depolama alanı ve 1280 x 720 piksel çözünürlüğe sahip bir ekran gerekli.

eJamar kontrolcüsü yalnızca yukarıda belirtilen iki oyunla değil, aynı zamanda Unity geliştirme motoruna dayanan diğer oyunlarla da uyumludur. Testler sırasında katılımcılar, deneyimi ve uygulanabilirliğini övdüler.

“Bu tür tedavilere, tıbbi merkezlerde rehabilitasyon almakta zorluk çeken nörolojik durumdaki hastalar için çok ihtiyaç var,” diyor araştırma raporu.

Oyunlar, rehabilitasyon için neden idealdir?

Tüm egzersizin önemli bir unsuru oyunlardır ve oyunlar, rehabilitasyonu hem zihinsel hem de fiziksel olarak zorlayıcı olabilen bir yoldan geçirmeyi eğlenceli ve ilgi çekici bir hale getiriyor. Başından beri hedefin, tüm süreci katılımcılar için eğlenceli hale getirmek olduğu ve terapötik etkinlikten ödün vermemek olduğu görülmektedir.

“Sağlık için ciddi oyunların geliştirilmesindeki zorluklardan biri katılımcıların ilgi seviyesidir. Arcade tasarımının kullanımı, hastaların katılımını teşvik etmekte faydalı oldu ve dolayısıyla tedaviye bağlılıklarını artırdı,” diyor Oña Simbaña Digital Trends’e.

İlginç bir şekilde, bu iki oyun sadece interaktif ve eğlenceli bir deneyim sunmakla kalmıyor. Aslında, tüm uzuv hareket verilerini kaydediyorlar ve bu bilgiler her hastanın elektronik sağlık profiline aktarılıyor.

Fikir etkileyici ve son derece faydalı, ancak kendi zorlukları da var. Bu noktada, bir sağlık uzmanının dahil edilmesi kritik önem taşıyor; bu durum, sıradan bir tele sağlık görüntülü görüşmesinden çok daha farklı.

“Sistemlerimizin öz yönetim odaklı olarak tasarlanmasına rağmen, şu anda yüzleştiğimiz zorluklardan biri uzaktan destek, çünkü terapistin gerektiğinde hastayla etkileşimde bulunmasını sağlayacak yöntemler eklemek gerekiyor,” diyor Oña Simbaña.

Sanal Gerçeklik alanında, eJamar platformunun arkasındaki ekip, özellikle VR kulaklıklarının daha uygun fiyatlı hale gelmesiyle rehabilitasyon araçları geliştirmek için ana akıma dönüştürmeyi umuyor. Görünüşe göre çalışmalar devam ediyor.

Gelecek beklentisi

Gelecekte, ekip artırılmış gerçeklik ve sanal gerçeklik platformlarını kullanarak oyun destekli rehabilitasyon için exergame platformunu geliştirmeyi hedefliyor.

“Devam eden planlarımız, motor fonksiyon değerlendirmesinde kullanılan fiziksel nesnelerle etkileşime izin veren exergames geliştirmek için artırılmış gerçekliği kullanmaktır,” diyor Oña Simbaña Digital Trends’e. Bu amaçlar oldukça tanıdık.

Örneğin Meta, kendi XR donanım ve yazılım platformlarını dünya genelindeki birçok akademik kuruluşa ve araştırma laboratuvarına genişletmiştir. Iowa Üniversitesi ile iş birliği içerisinde Project Aria AR akıllı gözlükler, bağlamdan haberdar olma yeteneklerine sahip işitme cihazı teknolojisi geliştirmek için kullanılmaktadır.

Bristol Üniversitesi’ndeki ekip, akıllı gözlük platformunu 3D mekansal takip sistemi geliştirmek için kullanmakta. Carnegie Mellon Üniversitesi’ndeki araştırmacılar ise Project Aria’yı görme engelliler için yardımcı yol bulma çözümleri geliştirmek amacıyla kullanıyorlar. IIIT Hyderabad’daki araştırmacılar da, Aria gözlüklerini sürücü göz izleme sistemi geliştirmek için kullanıyorlar.

“Devam eden planlarımız, motor fonksiyon değerlendirmesinde kullanılan fiziksel nesnelerle etkileşime izin veren exergames geliştirmek için artırılmış gerçekliği kullanmaktır,” diyor Oña Simbaña Digital Trends’e.

Ekip şu anda nörolojik veya patolojik durumları olan kişiler arasında eJamar platformunu test etmeye odaklanmış durumda; klinik kabulü genişletmek istiyorlar. Ayrıca, rehabilitasyon arayan kişilerin özel ihtiyaçlarına hitap edecek daha fazla exergame geliştirmeyi planlıyorlar.

Süper testler klinik ortamlarda gerçekleştirildi ve “çok cesaret verici” sonuçlar elde edildi. Şu ana kadar sistem, doktorlar ve sağlık hizmeti sağlayıcıları tarafından onay aldı ve hastalar arasında yapılan testlerde olumlu sonuçlar elde edildi.