Nghiên cứu thiết kế chế tạo robot xoa bóp (massage) dựa trên nền tảng trí tuệ nhân tạo

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018

Kỷ yếu khoa học

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO ROBOT XOA BĨP (MASSAGE)
DỰA TRÊN NỀN TẢNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO
Trương Công Toại*, Lương Hữu Thành Nam,
Nguyễn Đào Xuân Hải, Nguyễn Trần Thanh Phong
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
*Tác giả liên lạc:
TĨM TẮT
Nghiên cứu này được thực hiện trên cơ sở khảo sát tình hình và nhu cầu của
người Việt Nam trong việc điều trị và chữa các bệnh về lưng. Đề tài tập trung
vào việc xây dựng chu trình xoa bóp trị liệu hoàn chỉnh cho người chữa bệnh.
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo phần cơ khí của robot phù hợp với các kỹ thuật
trong massage. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình massage, dữ liêu
đầu vào cần thiết đề cho ra kết quả đúng nhất dựa trên nền tảng trí tuệ thơng
minh nhân tạo và mạng thần kinh noron. Xây dựng thuật tóa n và điều khiển cánh
tay robot chuyển động theo quĩ đạo và bám sát theo lưng người. Sau q trình
xoa bóp, tồn bộ dữ liệu sẽ được lưu vào hệ thống cũng như là chuyển đến app
để cho người dùng có thể thuận tiện trong việc theo dõi tình trạnh bệnh và có lời
khun tốt nhất từ bác sĩ.
Từ khóa: Xoa bóp, trí tuệ nhân tạo.
RESEARCH DESIGN AND MANUFACTURING MASSAGE ROBOT
BASED ON ARTIFICIAL INTELLIGENCE
Truong Cong Toai*, Luong Huu Thanh Nam,
Nguyen Dao Xuan Hai, Nguyen Tran Thanh Phong
Ho Chi Minh City University of Technology and Education
*Corresponding Author:
ABSTRACT
Over thousands of years, many Eastern countries such as China, Japan or Viet

Nam developed the traditional medicine which can cure pain and illness without
causing side-effect. One of popular traditional cure method is massage based on
human points. This research was conducted on the basis of the situation and
needs of the Vietnamese people in the treatment of the human back. We focused
on the development of a complete therapeutic massage cycle for healers.
Research and design mechanical parts of robots in accordance with techniques
in massage. Identify the factors that affect the massage process, the input data
needed to produce the best result based on artificial intelligence and the neural
network. Massage Bot build algorithms and control the robot arm moving in the
orbit and sticking to the back. After the massage process is complete, all data will
be saved to the system as well as transferred to the app so that the user can
conveniently monitor the disease and get the best advice from the doctor.Massage
robot is also a partner of human being in the near future. It can make massage
operation be automatic, fast and precise. Moreover, it also inherits the artificial
intelligence with can be used to diagnose, analyze and process optimally.
Keywords: Massage, artificial intelligence.
490


Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018

TỔNG QUAN
Hiện nay, theo thống kê số liệu từ Tổng
cục Thống kê và WHO có 69,3% dân
số Việt Nam trong độ tuổi lao động từ
15 đến 64 tuổi, trong đó 90% bệnh
nhân bị đau lưng do thói quen làm việc
không tốt; 6.5% dân số bị mắc các
bệnh về cột sống và 75% trong số đó là
người bị mắc các bệnh liên quan đến

10%

Kỷ yếu khoa học

lưng. Nhưng hiện nay gần 98% các cơ
sở điều trị đều bị quá tải không thể đáp
ứng được nhu cầu thực tế cũng như
phần lớn bệnh nhân cảm thấy không
thoải mái khi chuyên viên massage
chạm vào cơ thể lúc điều trị. Chính vì
thế chế tạo một robot xoa bóp ứng
dụng vào điều trị y học cổ truyền là
một điều cấp thiết ở thời điểm này.

Độ tuổi
27%

15 - 25
tuổi

43%
20%

Hình 1. Biểu đồ thể hiện độ tuổi đi vật lý trị liệu tại Việt Nam
Xoa bóp bấm huyệt là một hình thức và cổ cũng như 2 bên tay người.
tác động vật lý trực tiếp vào da thịt Phương pháp nghiên cứu
nhằm làm cho cơ thể thoải mái hay Để thực hiện đề tài này, phương pháp
thay đổi về thần kinh, thể dịch, nội tiết sử dụng cho nghiên cứu này chủ yếu là
để chữa bệnh. Do tính chất cơng việc kết hợp giữa nghiên cứu giữa lý thuyết

nặng nhọc, căng thẳng hay ít vận động với thực nghiệm. Về nghiên cứu lý
của phần lớn lao động Việt Nam nên thuyết, tham khảo các tài liệu có liên
dẫn đến nhu cầu massage trị liệu là rất quan đến q trình xoa bóp bấm huyệt
cao. Việc áp dụng tự động hóa và trí theo y học cổ truyền Việt Nam, các tài
tuệ nhân tạo vào việc chăm sóc sức liệu và thơng tin về việc nghiên cứu
khỏe con người là hết sức cần thiết.
ứng dụng robot vào các hoạt động công
nghiệp và dịch vụ. Hơn nữa, nhóm cịn
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP sử dụng các kiến thức về trí tuệ nhân
tạo (AI), máy học (Machine Learning),
NGHIÊN CỨU
xử lý ảnh (Image Processing), Vạn vật
Đối tượng
Đối tượng chính mà đề tài hướng đến kết nối (iOT), ... để thực hiện đề tài
đó là những người có nhu cầu về vật lý này. Ngồi ra, nhóm cịn tiến hành
trị liệu vùng lưng và được bác sĩ chỉ đánh giá thực nghiệm, sau khi hoàn
định, chuyên trị các bệnh về vùng lưng thành xong việc nghiên cứu, thiết kế và
như: cột sống, bả vai, viêm cơ,... theo chế tạo để có được những nhận xét và
phương pháp và phác đồ cụ thể của y đánh giá những gì đã đạt được và chưa
học cổ truyền Việt Nam. Công việc đạt được so với mục tiêu nhiệm vụ đã
massage thực hiện chính là trên lưng đặt ra từ lúc ban đầu của đề tài. Cùng
người, không triển khai ở phần mông với các kiến thức đa ngành, để thực
491


Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018

hiện đề tài cần sự hỗ trợ vô cùng đắc
lực của cơng cụ máy tính để tính tóa n,
thiết kế, mơ phỏng và xây dựng mơ

hình thực nghiệm.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Kết quả
Sử dụng phần mềm để mô hình hóa
trước khi tiến hành chế tạo hệ thống
robot massage. Với hệ thống 2 cánh tay
nhằm triển khai thực thi hoạt động
massage với toàn bộ lưng của người
bệnh, ngoài ra với hệ thống này nhằm
tối ưu không gian hoạt động cũng như
kích thước của robot phù hợp với
người trị bệnh.
Người thực hiện liệu pháp xoa bóp
massage sẽ cởi áo, nằm sấp trên giường
massage để hệ thống thị giác máy lấy
hình ảnh cơ thể người bao gồm: Kích
thước chiều dài chiều rộng của lưng,
trường tọa độ của tất cả các điểm trên
lưng. Đồng thời, dựa trên dữ liệu của
người massage cung cấp về độ tuổi,
giới tính mà hệ thống sẽ xác lập gia trị
lực tác động của đầu massage lên cơ
thể người theo từng vùng xác định.
Thông tin và phác đồ điều trị của bệnh
nhân sẽ được đưa vào phần mêm quản
lý của bác sĩ và app trên điện thoại của
người dùng để thuận tiện trong việc
theo dõi tình trạng bệnh cũng như là
phác đồ điều trị của từng loại bệnh.
Thảo luận

Trong y học cổ truyền Việt Nam thì
quá trình massage trị liệu xoa bóp đang
được triển khai và áp dụng rất rộng rãi,
nhu cầu các kỹ thuật viên massage
được đào tạo và huấn luyện ngày càng
nhiều. Hiện nay, các hoạt động
massage đang có nhiều tai tiếng, vì
những hoạt động ngồi hoạt động
chăm sóc sức khỏe. Ngồi ra, việc
massage cịn phải đảm bảo an tồn,
hiệu quả, tránh lây nhiễm bệnh. Vì lý
do này, một hệ thống robot massage đã
được nghiên cứu, thiết kế và chế tạo.

Kỷ yếu khoa học

Hệ thống robot massage này dựa trên
các kỹ thuật massage cơ bản của y học
cổ truyền Việt Nam. Hệ thống gồm 2
cánh tay robot massage cùng với hệ
thống xác định vị trí điểm huyệt, tạo
quỹ đạo massage và tiên đóa n lực tác
động dựa trên ngưỡng chịu đựng đau
của bệnh nhân bằng trí tuệ nhân tạo AI.
Cụ thể là mạng thần kinh nhân tạo,
logic mờ, máy học và xử lý ảnh. Các
ngưỡng đau dựa trên giới tính, lứa tuổi,
kích thước lưng, chiều dày lưng để tìm
ra trường dữ liệu massage này. Quá
trình massage bằng robot theo y học cổ

truyền Việt Nam đang được thử
nghiệm với kết quả khá tốt. Với quá
trình massage cho người của robot này
chỉ cần cung cấp chương trình hoạt
động cho robot mà khơng cần địi hỏi
kỹ thuật viên là người có nhiều kinh
nghiệm và kỹ năng. Do đó, đây là hiệu
quả khi sử dụng tự động hóa vào trong
quá trình chăm sóc sức khỏe con người
và giảm sức lao động của người kỹ
thuật viên, vì hệ thống robot massage
này được sử dụng nhằm bắt chước hoạt
động con người với các tham số điều
khiển riêng biệt và nâng cao quá trình
điều khiển an tồn.
Để áp dụng đề này này vào thực tế, cần
phải tiến hành triển khai thực nghiệm,
điều chỉnh lại các thông số nhằm đáp
ứng yêu cầu về xoa bóp massage với
nhiều độ tuổi và giới tính phù hợp. Cần
nới rộng ra cơ sở tập mẫu nhằm tạo cơ
sở dữ liệu lớn hơn cho việc huấn luyện
nhằm tìm ra các thơng số đáp ứng cho
q trình này đạt hiệu quả cao.
KẾT LUẬN
Nhóm nghiên cứu đã tiên phong trong
việc thực hiện và áp dụng khoa học kỹ
thuật hiện đại vào việc chăm sóc sức
khỏe. Cụ thể là ứng dụng kiến thức về
tự động hóa vào y học cổ truyền Việt

Nam, thiết kế và chế tạo thành cơng
sản phẩm hồn chỉnh robot massage,

492


Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018

ứng dụng các kiến thức nền tảng trí tuệ
nhân tạo (AI), máy học (Machine
Learning), xử lý ảnh (Image
Processing), trong việc phán đóa n,
nhận diện các điểm huyệt trên lưng,

Kỷ yếu khoa học

đưa ra phác đồ điều trị, cập nhật và
chuyển thông tin của người bệnh đến
từng thiết bị di động,... thực nghiệm
thiết bị trên người thật và nhận các
phản hồi từ người sử dụng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
CHRISTOPHER A. MOYER, JAMES ROUNDS, AND JAMES W. HANNUM.
A Meta-Analysis of Massage Therapy Research, Psychological Bulletin.
Vol. 130, No. 1, pp.3–18, 2004.
REN C. LUO, CHIEN-WEI HSU, AND SHEN-YU CHEN.
Electroencephalogram Signal Analysis as Basis for Effective Evaluation of
Robotic Therapeutic Massage. 2016 IEEE/RSJ International Conference
on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2016, Korea.

YOSHIKIYO YAMASAKI, SHINICHIRO FUJIMOTO. Patent USA 5247925A:
Chair for office work with vibration structure.

493