Studierende der Technischen Universität Hongkong entwickeln ein Spiel zur Handrehabilitation

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Das Videospiel wurde von einer Gruppe von Studenten entwickelt und nutzt künstliche Intelligenz, um Handgesten zu erkennen und die Rehabilitation für diesen Teil zu unterstützen.

Die Forschungsgruppe (BK Hand Rehab), Fakultät für Informatik , Technische Universität Ho-Chi-Minh-Stadt, begann im August 2022 mit der Entwicklung eines Handgestenerkennungssystems für Videospiele. Die Gruppe erweiterte das System schrittweise zu einem Computerspiel, um die Wiederherstellung und Behandlung der Handfunktion zu unterstützen.

Vo Ngoc Sang, ein Mitglied des Forschungsteams, sagte, dass die Spiele von BK Hand Rehab entwickelt werden, um die Rehabilitation von Handgelenk, Hand und Fingern zu unterstützen.

Das Spiel wird über einen Computer und einen Leap Motion Controller-Sensor gesteuert. Zunächst müssen die Spieler Handgesten gemäß den Anweisungen des jeweiligen Spiels ausführen. Der Sensor kann Informationen über die Position bestimmter Punkte auf der Hand empfangen und erkennen. Daraufhin generiert das Team mithilfe von Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) entsprechende Handformen und Gesten und erzeugt so Aktionen im Spiel.

Studenten entwickeln Videospiel zur Wiederherstellung der Handfunktion — Das Spiel fördert flexible Handreflexe. Video : *Forschungsteam*

Das Spielsystem ist hierarchisch nach Leveln aufgebaut, sodass die Spieler in jedem Spiel von einfachen bis zu schwierigen Leveln wechseln und so anspruchsvollere Erlebnisse erleben. Das Spiel eignet sich für viele verschiedene Personen, beispielsweise ältere Menschen, Behinderte oder Menschen mit Handverletzungen in Physiotherapie. Dank der Handgestenerkennung zur Interaktion mit dem Spiel können Patienten in Physiotherapie üben und entspannen und so ein angenehmes Gefühl entwickeln.

Patienten, die ihre Handfunktion wiederherstellen müssen, führen üblicherweise einfache mechanische Übungen durch oder erhalten Unterstützung von Pflegekräften oder Ärzten. Die Lösung des Teams basiert auf Videospielen und macht den Genesungsprozess interessanter und weniger langweilig.

Derzeit bietet BK Hand Rehab drei Basisspiele an. Spieler können mit statischen Spielen (Formen und Farben auswählen) oder dynamischen Spielen (Objekte bewegen, um fallende Gegenstände aufzufangen oder Hindernisse zu vermeiden) üben.

Die Spiele werden vom Team in einem fünfstufigen Prozess entwickelt: Ideenfindung, Design, Verfeinerung, Test und Einsatz. Für die Auswahl der Handgesten für jedes Spiel greift das Team auf Forschungsergebnisse renommierter Organisationen wie der Harvard University und des National Health Service der schottischen Regierung zurück.

Zum Üben in Spielen benötigen Nutzer einen Handstand, einen Computer und einen Leap Motion Controller-Sensor. Je nach Spielgenre werden die Nutzer durch bestimmte Bewegungen geführt und entscheiden situationsabhängig, welche Bewegungen sie ausführen, um mit dem jeweiligen Kontext zu interagieren.

Nutzer erleben das Spiel im echten Leben. Foto: Forschungsteam — Nutzer erleben das Spiel im echten Leben. Foto: *Forschungsteam*

Einige Nutzer, die das Produkt ausprobieren, empfinden die spielerischen Übungen als kompakt, komfortabel, einfach zu installieren und zu bedienen. Das Team plant, weitere Methoden zu erforschen, um die Genauigkeit der Handgestenerkennung und schwierigerer Bewegungen zu verbessern. Gleichzeitig müssen die Spiele grafisch und mechanisch verbessert werden, um das Benutzererlebnis zu verbessern.

Außerordentlicher Professor Dr. Quan Thanh Tho, stellvertretender Leiter der Fakultät für Informatik und Ingenieurwissenschaften an der Technischen Universität Ho Chi Minh (VNU-HCM) und Dozent, kam zu dem Schluss, dass BK Hand Rehab im Vergleich zu herkömmlichen Handtherapiemethoden eine hervorragende Lösung darstellt, da es eine angenehme Genesungserfahrung ermöglicht, Langeweile reduziert, Kosten spart und den Patienten den Weg zu medizinischen Einrichtungen erspart.

Professor Tho sagte, das Projekt habe großes Potenzial, obwohl der Einsatz von Videospielen zur Unterstützung der Handrehabilitation keine neue Idee sei und bereits in vielen früheren Studien erwähnt und umgesetzt wurde. Allerdings wiesen frühere Studien noch viele Einschränkungen auf, wie beispielsweise die Auswahl ungeeigneter Bewegungen für das Spiel, und die Handgestenerkennung erreichte nicht die erwartete Genauigkeit und Geschwindigkeit. „BK Hand Rehab hat viele Probleme gelöst, die in früheren Studien auftraten“, sagte er.

Er fügte hinzu, dass das Spiel durch reales Nutzerfeedback an die Patienten angepasst werden müsse. Zweitens benötige das Team die Bestätigung der Wirksamkeit der Lösung durch Physiotherapeuten. „Das sind die Bereiche, die verbessert werden müssen“, sagte er und fügte hinzu, dass er mit der Fakultät für Informatik und Ingenieurwesen zusammenarbeite, um dem Team die Vernetzung mit medizinischen Zentren und orthopädischen Kliniken zu ermöglichen, damit die notwendigen Forschungsarbeiten durchgeführt werden können.

Das Projekt „Hand Rehab“ hat kürzlich den ersten Preis im Community Initiative Competition 2023 gewonnen, der von der gemeinnützigen Organisation SonTa Foundation organisiert wurde.