T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   1 8 ,   No.   4 Augus t   2020 ,   pp.   208 0 ~ 2086   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v1 8 i 4 . 3775     2080       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   E n d - e f f e c t or  w h e e le d  r o b ot ic   ar m  gam in p r o t ot y p e   f or   u p p e r   li m b  c oor d in a t io n  c o n t r ol  i n   h om e - b as e d  t h e r ap y       Ahm ad   Hoi r u l   B as or i   Facu l t y   o C o mp u t i n g   an d   I n fo rma t i o n   T ec h n o l o g y   Rab i g h ,   K i n g   A b d u l azi z   U n i v er s i t y ,   Sau d i   A ra b i a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  De c   9 ,   20 19   R e vis e F e 26 ,   2020   Ac c e pted  M a r   15 ,   2020       T h s t r o k p at i en t   w i l l   b e   h a v i n g   d i ff i cu l t y   t o   co n t r o l   t h ei u p p er  l i m b ,   w h i c h   cau s e s   t h ei h a n d l i n g   t o   b eco me  w ea k   an d   u n o rg a n i ze d .   Co n v en t i o n a l   t h erap y   d es i g n ed   t o   ret rai n   t h s u b j ec t   ab i l i t y   w h en   i t 's   l o s s es   d u t o   s t r o k e.     A s   p rev i o u s   s t u d y   co n cern   t h a t   s u b j ect   w i t h   s t r o n g   mo t i v at i o n   an d   co n ce n t ra t i o n   o t rea t men t   t e n d s   t o   reco v er  b e t t er  t h a n   p e o p l w h o   d o n 't   fo l l o w   t h p ro g ram.   T h i s   res earc h   fo cu s ed   o n   i n t en s i f y i n g   t h t rai n i n g   b y   p r o v i d i n g   u s er  w i t h   w h ee l   ro b o t i c   arm  t o   t ra i n   t h ei u p p er  l i mb .   U s er   w i l l   b as k ed   t o   d o   ex erci s i n g   o n   mo v i n g   p art i cu l ar  o b j ect s   t o   an o t h er  p o s i t i o n   rep e t i t i v el y   d u r i n g   s p ec i fi p eri o d .   T h r o b o t   w i l l   h el p   t h u s er  t o   as s i s t   a n d   rel ear n   t h ei m o t o ri c   s k i l l   an d   i m p ro v mu s cl s t re n g t h   an d   co o rd i n a t i o n .   T h res u l t   o t ra i n i n g   i s   q u i t co n v i n c i n g   w h en   t h u s er  g i v es   p o s i t i v re s p o n s t o w ar d   t h p rac t i ce.   A ro u n d   8 6   p ercen t   o s u b j ect   l i k el y   p refer  t h p r o p o s e d   s y s t em  a s   t h e i r     h o me - b as e d   reh a b i l i t at i o n   s y s t em.   T h A n o v t es t i n g   w i t h   a l p h 0 . 0 5   s h o w s   t h a t   t h ere  i s   n o   s i g n i f i can t   d i ffere n ce  b et w een   t rai n ed   s u b j ect   an d   u n t ra i n e d   s u b j ec t   o n   o p erat i n g   t h w h ee l ed   ro b o t i arm.   It 's   mean   t h p ro p o s ed   s y s t em   i s   rel i ab l an d   u s er  fri e n d l y   t o   b u s ed   w i t h o u t   an   a s s i s t an t   s o   u s er  ca n   h a v e   mo re  fl e x i b i l i t y   a n d   i m p ro v t h ei a cco m p l i s h me n t   o n   re g ai n i n g   t h e i mo t o ri c   s k i l l s .   T h fu t u re  w o r k   w i l l   fo c u s   o n   s t r o k p at i en t   t es t i n g   w i t h   mo re  ch a l l e n g e   an d   o b s t ac l i n   e n h a n ci n g   t h e   effect i v e n es s   o f   t h s t ro k reh ab i l i t a t i o n   s y s t em.   K e y w o r d s :   C ha r a c ter   r e c ognit ion   C hil e duc a ti on   E dutainment   I nt e ll igenc e   R oboti c s   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   Ahma Hoir ul  B a s or i,   F a c ult of   C omput ing   a nd  I nf or mation   T e c hnolog R a bigh,     King  Abdula z iz  Unive r s it y,     Rab i g h ,   Mak k ah ,   S a udi  Ar a bia .   E mail:   a ba s or i@ka u. e du. s a       1.   I NT RODU C T I ON   T he   uti li z a ti on  o f   r obot   f or   ne ur o - r e ha bil it a ti on  h a s   be e a c c e pted  wide ly,   a nd  pr e vious   r e s e a r c he r   us e thi s   method  to  do   tr e a tm e nt   of   C e r e br a P a ls s tudent.   I t's   pr ove n   a s   a e f f e c ti ve   method  f or   thei r     ther a py   [ 1] T he   r e ha bil it a ti on   pr oc e s s e s   a   ga me  that  c a he lp  them  to   r e - c oor dinate   their   mot or ic ,   memor y     a nd  e ve c ognit ion   s kil ls .   As   we   know,   that   uppe r   li mb  ho lds   a   vit a l   r ole   f o r   pe ople   to   pe r f or m   th e ir   da il y   a c ti vit ies   [ 2,   3] T he r e f or e ,   the  r e s e a r c he r   ke e innovate s ,   a nd  they  a ls us e Kine c c a mer a   a s   a s s is ti ve   tec hnology  to  he lp  s tr oke   pa ti e nt  ga in  their   mot o r i c   s kil ls   a ga in   [ 4] T he of f e r e leve ll e tas ks   with   va r ious   of   the  c ha ll e nge   of   int e r a c ti on.   T he   r ole  r e quir e mot or ic  a nd  c oor dination  uppe r   li mbs   c ontr ol.   Kine c tec hnology  ha s   be e e f f e c ti ve ly  us e d   f or   mul ti ple  c ont r ol  in  s tr oke   r e ha bil it a ti on .   S ome   of   them   by   c ombi ning   the  vir tual   r e a li ty   ( VR )   tec hnology  to   c r e a te  v ir tua boa a nd   bootl e ,   then   a s the  us e r   to   pe r f or a   p a r ti c ular   tas k.   T he   ga me  de s igned  to  moni tor   moveme nt  of   s ubjec a nd  ke e tr a c of   their   pr ogr e s s   ba s e on   a c c ompl is hment  of   e a c h   tas k   [5 - 11] .   T he   r obot   f o r   ther a py   ha s   be e n   incr e a s e f o r   the  pa s s e ve r a l   y e a r s   a nd  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l       E nd - e ff e c tor   w he e led  r oboti c   ar gaming  pr otot y pe   for   ( A hmad  Hoir ul  B as or i )   2081   ke e gr owing  in  ter of   number   a nd  method  how  t pr oduc e   mor e   int e ns ive  a nd  qua nti f iable   tr a ini ng   [ 12 - 14] It   a r gue that  r oboti c   tr e a tm e nt  s uc c e s s f ull incr e a s e s   the  e f f icie nc y   of   ther a py  to  be   mor e   int e r a c ti ve ,     e f f icie nt,   a da pti ve   a nd  int e ns e .   T he   o ther   r e s e a r c he r   f oc us e on  s tudyi ng   the  mec ha nica de s ign  o f   t he   r obot   us e f or   tr e a tm e nt  a nd   how  s igni f ica nt  the  i mp a c of   the  r obo towa r r e ha bil it a ti on  p r oc e s s .   I c ove r s     the  m ode of   int e r a c ti on  be twe e man  a nd  r obot,   how  the  c ontr ol  is   igni ted,   a nd  how  the  tr a ini n model     is   pe r f or med   [ 15 - 20] R e ha bil it a ti on  us ing   r obo ti c   ge ne r a ll y   divi de d   int o   c lus ter   e nd - e f f e c tor   ( E E )   a nd   e xos k e leton  ( E xo)   r obot  a c c or ding  to  mec ha nica c ons tr uc ti on  of   the  r obot  [ 8 ] .   E E   r obot  us e s   a   c onne c tor   to  li nk  with  one   f oc us e point   o f   the  hu man  body,   f or   e xa mpl e ,   ha nd ,   o r   f inger   s the   joi nt  not   s ync hr onize d.   W hil e   E xo  r obot  make s   s ync hr oniza ti on  be twe e human  joi nt  a nd   r obot   f ull y ,   the r e f or e   c oo r dination  o f   mot ion   a nd  it s   to r que   is   mor e   unde r   c ontr ol   [ 21 ,   22] B e s ides ,   to  c hoos e   a   s uit a ble  r obot  f or   r e ha bil it a ti on ,   s e ve r a l   c ompar is ons   ha ve   be e made   be tw e e e nd - e f f e c tor   ( E E )   a nd  e xos ke leton   ( E xo)   r e ha bil it a ti on  r obo t   [ 2 3] .   T he i r   e xpe r im e nt  f oc us e on   two   dif f e r e nt   c lus ter s E E   a nd  E xo   c lus ter .   T he i r   a s s e s s ment  ba s e on  the   s c or e   of     the  f ugl - meye r   a s s e s s ment  ( F M A)   a nd   wolf   mot or   f unc ti on  tes t   ( W M F T ) .   I ts   c laimed  that   the   di f f e r e nc e s   be twe e both  gr oups   a r e   m ini mum   o r   nothi ng   s ign if ica nt,   r e f e r   to  F igu r e   1   f or   both  tes ti ng   c ompar is on .   T he   other   r e s e a r c he r   pr ovides   a r gue that  t r a ini n c onc e r ning   uppe r   li mb   mot o r ic  ne r ve   with   E E     a ble  to  boos up  the  r e c ove r pr oc e s s ,   c ompar e t c onve nti ona ther a py  with  s uba c ute  s tr oke   pa ti e n ts   [ 24]   T he c laimed   that   the   int e ns it o f   tr a ini ng   would   pr oduc e   a   be tt e r   r e s ult   f or   r e ha bil it a ti on .   T he   uppe r   e xtr e mi ty   tr a ini ng  is   one   o f   the   methods   us e by  r e s e a r c he r   to  r e tur n   the  f unc ti ona tas of   the  uppe r   li mb   dur i ng  da il y   a c ti vit ies   [ 25] I t   c a in f luenc e   the  mo tor ic  s kil ls   of   a   s tr oke   pa ti e nt.   T he y   us e the  e nd - e f f e c tor   r o bot  a long   with  vir tual   r e a li ty  ga me   f or   a   va r iety  of   tr a ini ng ,   r e f e r   to  F igur e   2 .   P r e vious   r e s e a r c he r   ha s   wor ke d   in tens ively   by  c ombi ning  va r ious   methods ,   ha r dwa r e   a nd  tec hnology.   T he   c ontr ibut ion  of   our   r e s e a r c f oc us e   on  the  low - c os s olut ion  ye wor k   e f f icie ntl y   f o r   home - ba s e ther a py.   I t s   us e Kine c c a mer a   a s   r obot  c ontr oll e r   a nd  A r duino  ba s e boa r d   a s   e nd - e f f e c tor   moi le  r obo ti c   a r m   mot he r boa r d .           ( a )   ( b)     F igur e   1.   ( a )   R e pr e s e nt  the  e xpe r im e nt   of   the  E E   g r oup,   while     ( b)   e xpe r im e nt   by  e xos   gr oup .   im a ge   c our tes of   L e e ,   S . H   e a l .   [ 23 ]             F igur e   2.   T he   E E   R obot  de vice   c ombi ne d   with  VR   ga mes   im a ge   c our tes of   C ho   K.   H . ,   a nd  S ong   W K .   [ 25]       2.   RE S E AR CH  M E T HO D   T he   s ubjec will   us e   the  Kine c c a mer a   a s   the  c ontr ol  of   the  w he e r oboti c   a r m,   whic is   s ync hr onize d   with  a   human  a r m.   T he wil be   a s ke to   pe r f o r s e ve r a tas ks   r e pe ti ti ve ly  in  di f f e r e nt   pe r iod .   M a ter ials :   T he r e   is   th r e e   lea ding  ha r dwa r e   us e f or   the  e xpe r i ment:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   1 8 ,   No .   4 Augus t   2020 :    2080   -   2086   2082     Ar duino  ba s e w he e r o bot   that  ha s   f our   mot o r   s e r v os   f or   a r m   gr ipper ,   a nd  f our   mot or   s e r vo   f or   the   wh e e l,   r e f e r   to   F igur e   3 .     Kine c c a mer a   f or   human  body   tr a c king.     P C /l a ptop  f or   s of twa r e   pr oc e s s ing.   T he   r obot   ha s   f our   mot or   s e r vo  that   ha ndli ng   a r m,   one   mot or   f or   ha nd   gr ippi ng ,   the  other   two   mot or s   s uppor ti ng  the  a r f or   li f t ing  o r   holdi ng   the   objec t .   T he   las mo tor   s e r vo  is   ha ndli ng   ba s e on   the  a r m,   whic h   s e r ve s   r otation  pur pos e .   T he s e   f our   mot or   s e r vos   wor togethe r   s ync hr onous ly  ba s e on  the  given   c ontr ol.     T he   other   c omponent  is   the  B luetooth   s e ns or ( HC - 05)   that  r e s pons ibl e   f or   r e c e ivi ng  the  c omm a nd   or   c ontr ol   f r om  a   Kine c c a mer a .   S ince   we   us e Kine c t,   the we   map   the  human   a r m   towa r r oboti c   a r c o mponent    a s   s hown  in  F igur e   4 .   T he   pr os e s   a r e   s tar ted  by  a djus ti ng  the  po s it ion  of   the  Kine c t,   then  Kine c will   be gin  to  r e c ognize     the  loca ti on   of   the   us e r .   Kine c wil g r a the  de pth   im a ge   of   the   us e r   then   c onve r t   int o   a   s e que nc e   of   mot ion  to   be   s e nt  to   the   whe e led  r oboti c   a r via   B luetooth  c onne c ti on.   Onc e   it s   f ull s ync hr onize d,   the  us e r   c a c ontr ol   the  whe e led  r obot,   make   it   move  to   a nother   loca t ion  a nd  c ontr ol   the  gr ipper ,   the  methodology   is   il lus tr a ted   in  F igur e   5 .           ( a )   ( b)     F igur e   3.   Ar duino   ba s e w he e r oboti c   a r m,   ( a )   a s s e mbl in  pr og r e s s ,   ( b)   a s s e mbl c ompl e te             F igur e   4.   S ubjec a r s ync hr oniza ti on  with   Kine c t   c a mer a           F igur e   5 .   M e thodol ogy  of   the  p r opos e s ys tem   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l       E nd - e ff e c tor   w he e led  r oboti c   ar gaming  pr otot y pe   for   ( A hmad  Hoir ul  B as or i )   2083   F igur e   6   de s c r ibes   va r ious   S DK   invol ve s   on   buil ding  the  p r otot ype ,   vis ua s tudi a nd   Kine c S DK   c ome  a s   a   bundle  f or   ha ndli ng  ge s tur e   tr a c king  o f   the  human   s ke leton.   W hil e   Ar duino   li br a r y   is   r e s pons ibl e   f or   c omm un ica ti on  be twe e Kine c t   c a mer a   a nd   mot or   s e r vo   of   th e   r obot,   the   ha nd  ge s tur e   of   us e r   will   be   c a ptur e by  Kine c c a mer a   then  pa s s e ove r   B luetooth  s e ns or .   T his   s e ns or   will   s e nd  the  c omm a nd  w ir e les s ly  via  P e e r   to   P e e r   c omm unica ti on   with  A r duino  boa r d .           F igur e   6 .   Ar c hit e c tur e   diagr a o f   the   e nd - e f f e c tor   whe e r oboti c   a r m   pr otot ype       3.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   T he   pr opos e r e s e a r c a im s   to  he lp  s ubjec r e ga i their   mot or ic  c oor dinat ion  a nd  ba lanc ing  their   moveme nt  towa r pr a c ti c e   with   the  r obot.   T r e lea r the  s ubjec uppe r   e xtr e mi ty,   a   r e pe ti ti ve   tas ye c ha ll e nging  ne e to  be   s ti mul a ted  c onti nuous ly  towa r thr ough  c ons is tent  tr a ini ng .   Dur ing   the  t r a ini ng,     the  us e r   ne e ds   to  a c c ompl is a   f e w   jobs   by  movi ng   the  whiteboa r mar ke r   f r om   one   holder   to  a nother   holder :     3. 1.     Gener al   c h al lenge  of   s t r ok e   t h e r ap y   T his   c ha ll e nge   f oc us e on  c ontr oll ing  the  r obot  t f r e e ly  move   f r o one   loca ti on   towa r a nother   loca ti on  by  us ing   the  s ubjec ge s tur e .   Us e r   ne e ds   to  move  the   whe e led  r obot ic  a r m   thr ough   th r e e   o bs tac les .     T he   s pe e o f   the  r obot   c a be   s e up   indepe nde nt ly  or   a utom a ti c a ll y .   Us e r   ne e d   to   pr ovide   ge s tur e   s uc a s   movi ng  ha nd   lef t   a nd   r ight   to   manoe uvr e   a nd  a voi a obs tac le.   T h is   tr a ini ng   is   r e f lec ted   in   F igur e   7 ,   a nd  us e r   will   ini ti a te  the  whe e r obot  moveme nt  then  t r to  e va de   thr e e   boxe s .   At  f i r s t,   s ubjec a ble  to  a void    the  obs tac le,   whe n   the   s e c ond  tr ial   it s   f a il e d   a nd  c r a s h ed   the  box.   Us e r   will   r e pe ti ti ve ly   us e   their   ha nd   ge s tur e   to  move  the  whe e led  r obot  with   mor e   obs tr uc ti on  a c c or ding  to  the   leve of   tr a ini ng   a s   s hown  in  F igu r e   7.             ( a )   ( b)   ( c )     F igur e   7 .   Ge ne r a c ha ll e nge   o f   S t r oke T he r a phy:   ( a )   whe e r obot   ini ti a li z a ti on ,     ( b)   s ubjec t r to   e va de   the  obs tac le,   ( c )   us e r   not   a b le  to  a void  obs tac le   ( c r a s h)       3. 2.     Upp e r   e x t r e m it c h a ll e n ge   f or   u p p e r   l im b   m ot or ic  n e r ve   T his   c ha ll e nge   is   de s igned  to  he lp  us e r   f or   r e lea r ni ng  their   uppe r   li mb   mot or ic   s kil ls   a nd  c oor dination   that  mi ght  los e   due   to  s tr oke .   I n   the  f ir s leve l ,   thr e e   pe holder s   c ons is of   two  boa r mar ke r s .   Us e r   ne e ds   to  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   1 8 ,   No .   4 Augus t   2020 :    2080   -   2086   2084   move  the  boa r d   mar ke r s   f r o one   holder   int o   ot he r   holder s   r e pe ti ti ve ly.   T he   s e c ond  leve l:   pe n   ho lder s   a r e   r a is e d,   a nd  the  s ubjec will   do  a   s im il a r   tas by  m oving  the  boa r d   mar ke r   f r om   one   holde r   to   a nother   holder .   How e ve r ,   in   thi s   s e c ond  leve l,   us e r   wi ll   s tr uggle  o their   uppe r   e xtr e mi ty  due   t o   the   whe e r oboti c   a r ba r e ly   c a tch  up  to  the   he ight   of   the  box .   T he   whole   p r oc e s s   is   de s c r ibed  in  T a ble  1 .       T a ble  1.   Uppe r   e xtr e m it c ha ll e nge   f o r   uppe r   li mb   mot or ic  ne r ve   C ha ll e nge   S c e na r io   S c or e   1   T he   s ubj e c r e qui r e s   to   c ont r ol   th e   w he e le d   r obot   a nd   ma ke  i c lo s e  t o t he  obj e c t s .   poi nt   if   us e r   c lo s e e nough  f or   a r to   r e a c   th e  boa r d ma r ke r  a nd didn’ c r a s h t he  box   2   T he   S ubj e c a s ke to   a ppr oa c a   pe hol de r   a nd  hol d     th e  ma r ke r .     1 point  i f  t he  pe n holde r  not  f a ll in g down   3   T he   S ubj e c r a is e   th e   boa r ma r ke r   out   of   th e   pe hol de r   a nd move d ba c kw a r ds .     1 point  i f  t he  box a nd boa r d ma r ke r  not  dr oppi ng    4   T he   S ubj e c put   th e   boa r ma r ke r   on  th e   pe th e   th ir pe n   hol de r s  ge nt ly .     poi nt   i f   th e   box   a nd  boa r d   ma r ke r   s uc c e s s f ul ly   in s id e     th e  pe n holde r s  a nd i ts  not  f a ll in g down       T he   ini t ial  e va luation   wa s   tes ted  wi th  16   he a lt hy   s ubjec ts   to  pr oo f   the  us e r   a c c e ptanc e   towa r d   our   pr otot ype ,   two   hypothes e s   de r ived  f r o the  e xpe r i ment :   H1:  T he   s tate   of   a   s ubjec that   ha s   int e ns ive  tr a ini n with  whe e led  r obot ic  a r m   f or   s tr oke   ther a py .   H2:  T he   s tate   of   s ubjec us e the  whe e led  r obo ti c   a r m   f o r   s tr oke   ther a py  without   a ny  t r a ini ng .   T pr ove   our   hypothes is ,   we   r un   the  AN OV A   tes a s   s hown  in  T a ble  2,   a nd  we   obtain  the   F   va lue     0. 128449   <   4 . 170877   ( F   c r it ) .   S o,   we   c a nnot   r e j e c the   null   hypothes is   that   mea ns ,   ther e   is   no   s i gnif ica nt  dif f e r e nc e   be twe e tr a ini ng   be f or e   the  ther a py  wit dir e c us e   of   whe e led  r oboti c   a r m .   I ts   a ls pr ove t ha our   pr opos e s ys tem  i s   ge ne r a ll a c c e pted  by  the  u s e r   a nd  it s   e a s to  u s e   a s   hom e - ba s e ther a py,   whe r e   us e r   c a ha ve   mor e   f lexibil it to   do  s e lf - ther a py  indepe nde ntl a nd  int e ns e ly,   r e f e r   to  F igur e   8.       T a ble  2.   Anova   a na lys is   f or   the  pr opos e whe e r o boti c   a r m   A nova S in gl e  F a c to r   S U M M A R Y               G r oups   C ount   S um   A ve r a ge   V a r ia nc e       W it hout  T r a in in g   16   1329.7   83.10625   41.63929       W it h T r a in in g   16   1342.8   83.925   41.862                     ANOVA               S our c e  of  V a r ia ti on   SS   df   MS   F   P - va lu e   F  c r it   B e twe e G r oups   5.362813   1   5.362813   0.128449   0.722556   4.170877   W it hi n G r oups   1252.519   30   41.75065                       T ot a l   1257.882   31                     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l       E nd - e ff e c tor   w he e led  r oboti c   ar gaming  pr otot y pe   for   ( A hmad  Hoir ul  B as or i )   2085       F igur e   8 .   Us e r   a c c e ptanc e   towa r the  p r opos e s ys tem       4.   CONC L USI ON    T he   s tr oke   ha s   c a us e a   lot   of   is s ue   in  da il huma li f e .   Huma obs tr uc ts   to  their   da il a c ti vit ies   due   to  li mi ted  moveme nt   on  thei r   uppe r   li mb,   a nd  they   c a nnot  li f the   objec quickly.   T he r e f or e ,   a int e ns e   tr a ini ng   c a ll e s tr oke   r e ha bil it a ti on   is   de s igne to   r e lea r n   their   mot o r ic  s kil ls   a nd   c oor dination   be twe e mu s c le  a nd  br a in.   How e ve r ,   due   to   of   c ompl e xit o f   the r a py  s ys tem  in  the   hos pit a that   mainly   us e ve r e x pe ns ive  e xos ke leton  r obot,   us e r   s tuck  with  the  ve r ti ght  s c he dule  a nd  li mi ted  number   of   tr a ini ng.   T his   pa pe r   pr opos e s   a innovative  a nd  low - c o s s olut ion  with  a e nd - e f f e c tor   whe e r oboti c   a r that  buil ba s e on  the  Ar duino   boa r a nd  it s   c omponent.   T he   c ontr oll e r   us e s   a   Kine c c a mer a   that  ha s   c a pa bil it on  tr a c king  the   human  ge s tur e .   T he   s ubje c a s ke to  pe r f or a int e ns e   tr a ini n with  two  main  c ha ll e nge ge ne r a a nd  uppe r   e xtr e mi ty  c ha ll e nge .   T he a r e   ve r e xc it e a bout  the  tr a ini n a nd  mos tl ha ppy  with   thi s   home - ba s e ther a py  s ys tem.   T he   e va luation   r e s ult   s hows   that   the  us e r   didn t   m e e a ny   d if f iculty   to   us e   the  s ys tem   with   a   95 %   c onf idenc e   r a te  a nd  a r ound  86%   o f   them  l ikely  will   a dopt  thi s   pr opos e s ys tem  a s   their   home - ba s e r e ha bil it a ti on  s ys tem.   W e   be li e ve   thi s   s y s tem  c a be   e nha nc e f ur ther   wi th  mor e   c ha ll e nge   towa r s tr oke   pa ti e nts   to  g a in  e f f icie nc of   the  p r opos e s ys tem  towa r s oc iety .       AC KNOWL E DGE M E NT S     T his   wor k   wa s   s uppor ted   by   the   De pa r tm e nt   of   I n f or mation   T e c hnology,   F a c ult o f   C omput ing   a nd  I nf or mation   tec hnology  R a bigh,   King   Abdula z iz  Unive r s it y,   R a bigh,   M a kka S a udi  Ar a bia.   T he   a uthor ,   ther e f or e ,   gr a tef ull y   a c knowle dge   the  F C I T R   tec hnica s uppor t.       RE F E RE NC E S   [1 ]   C.   Bay o n ,   R.   Ray a,   an d   L .   Serg i o ,   " Ro b o t i T h erap i e s   fo Ch i l d ren   w i t h   Cereb ral   Pal s y :   Sy s t emat i Rev i ew , "   Tr a n s l a t i o n a l   B i o m ed i ci n e,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 1 0 ,   2 0 1 6 .   [ 2 ]   D .   J .   M a g e r m a n s ,   E .   K .   J .   C h a d w i c k ,   H .   E .   J .   V e e g e r ,   a n d   F .   C .   T .   v a n   d e r   H e l m ,   " R e q u i r e m e n t s   f o r   u p p e r   e x t r e m i t y   m o t i o n s   d u r i n g   a c t i v i t i e s   o f   d a i l y   l i v i n g , "   C l i n i c a l   B i o m e c h a n i c s ,   v o l .   2 0 ,   n o .   6 ,   p p .   5 9 1 - 5 9 9 ,   2 0 0 5 .   [3 ]   B.   T .   V o l p e   et   al . ,   " Ro b o t i d e v i ce s   as   t h era p eu t i an d   d i a g n o s t i t o o l s   fo s t ro k reco v er y , "   A r ch   Neu r o l ,   v o l .   6 6 ,     n o .   9 ,   p p .   1 0 8 6 - 1 0 9 0 ,   2 0 0 9 .   [4 ]   A .   D as h ,   A .   Y ad a v ,   A .   Ch a u h a n ,   an d   U .   L ah i ri ,   " K i n ect - A s s i s t e d   Perfo rman ce - Sen s i t i v U p p er  L i mb   E x e rci s e   Pl at f o rm  fo Po s t - s t r o k Su r v i v o r s , "   F r o n t i er s   i n   Neu r o s ci en ce,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 2 8 ,   p p .   1 - 1 5 ,   2 0 1 9 .   [5 ]   L .   V .   G au t h i er   et   al . ,   " V i d eo   G ame  Reh ab i l i t a t i o n   fo O u t p a t i e n t   S t ro k ( V IG o RO U S):   p ro t o c o l   fo m u l t i - c en t er   co mp ara t i v effect i v e n es s   t ri a l   o f   i n - h o me  g am i fi ed   c o n s t rai n t - i n d u ce d   mo v emen t   t h era p y   f o re h ab i l i t a t i o n   o c h r o n i u p p er  ex t rem i t y   h em i p are s i s , "   B M Neu r o l o g y,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 ,   2 0 1 7 .   [6 ]   S.   H .   G eo rg e,   M.   H .   Rafi e i ,   A .   B o rs t ad ,   H .   A d e l i ,   a n d   L .   V .   G au t h i er,   " G ro s s   mo t o a b i l i t y   p red i ct s   re s p o n s t o   u p p er   ex t rem i t y   reh ab i l i t a t i o n   i n   ch r o n i s t ro k e, "   B eh a v i o u r a l   B r a i n   R es e a r c h ,   v o l .   3 3 3 ,   p p .   3 1 4 - 3 2 2 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   1 8 ,   No .   4 Augus t   2020 :    2080   -   2086   2086   [ 7 ]   K .   W .   L e e ,   S .   B .   K i m ,   J .   H .   L e e ,   S.   J .   L e e ,   a n d   J .   W .   K i m ,   " E f f e c t   o f   R o b o t - A s s i s t e d   G a m e   T r a i n i n g   o n   U p p e r   E x t r e m i t y   F u n c t i o n   i n   S t r o k e   P a t i e n t s , "   A n n   R e h a b i l   M e d ,   v o l .   4 1 ,   n o .   4 ,   p p .   5 3 9 - 5 4 6 ,   2 0 1 7 .   [8 ]   G .   Sap o s n i k   et   al . ,   " E ffect i v en e s s   o V i rt u al   Real i t y   U s i n g   W i i   G ami n g   T ec h n o l o g y   i n   St r o k Reh a b i l i t at i o n , "   S t r o ke,   v o l .   4 1 ,   n o .   7 ,   p p .   1 4 7 7 - 1 4 8 4 ,   2 0 1 0 .   [ 9 ]   P .   A .   M c N u l t y   e t   a l . ,   " T h e   E f f i c a c y   o f   W i i - B a s e d   M o v e m e n t   T h e r a p y   f o r   U p p e r   L i m b   R e h a b i l i t a t i o n   i n   t h e   C h r o n i c   P o s t s t r o k e   P e r i o d :   A   R a n d o m i z e d   C o n t r o l l e d   T r i a l , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   S t r o k e ,   v o l .   1 0 ,   n o .   8 ,   p p .   1 2 5 3 - 1 2 6 0 ,   2 0 1 5 .   [1 0 ]   A .   H .   Bas o r i ,   " E mo t i o n   W al k i n g   fo H u ma n o i d   A v at ar s   U s i n g   Bra i n   Si g n a l s , "   In t er n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   A d v a n ced   R o b o t i S y s t e m s ,   v o l .   1 0 ,   p .   1 - 11 ,   2 0 1 3 .   [1 1 ]   A .   H .   Bas o r i   an d   H .   M.   A l j a h d a l i ,   " T e l ero b o t i 3 D   A rt i c u l a t ed   A rm - A s s i s t ed   S u rg er y   T o o l s   w i t h   A u g men t ed   Re al i t y   fo Su rg er y   T ra i n i n g , "   i n   Te l eh e a l t h ,   T .   F.   H e s t o n ,   E d .   A u s t r i a:   I n t ec h ,   2 0 1 8 .   [ O n l i n e].   A v a i l ab l e :   h t t p s : / / w w w . i n t ech o p e n . co m / b o o k s / t e l eh ea l t h / t el er o b o t i c - 3d - ar t i c u l a t ed - arm - a s s i s t ed - s u r g ery - t o o l s - w i t h au g men t ed - real i t y - f o r - s u rg er y - t ra i n i n g   [1 2 ]   C.   D u ret ,   A . - G .   G ro s mai re,   an d   H .   I.   K reb s ,   " Ro b o t - A s s i s t ed   T h erap y   i n   U p p er  E x t rem i t y   H emi p ares i s :   O v erv i e w   o an   E v i d e n ce - Bas e d   A p p r o ach , "   F r o n t   Neu r o l ,   v o l .   1 0 ,   p p .   4 1 2 - 4 1 2 ,   2 0 1 9 .   [1 3 ]   L .   M.   W eb er  an d   J .   St ei n ,   " T h u s o ro b o t s   i n   s t r o k reh ab i l i t at i o n :   A   n arr at i v rev i ew , "   Neu r o R e h a b i l i t a t i o n ,     v o l .   4 3 ,   n o .   1 p p .   9 9 - 1 1 0 ,   2 0 1 8 .   [1 4 ]   F.   A g g o g er i ,   T .   M i k o l a j czy k ,   an d   J .   O K an e,   " Ro b o t i c s   fo re h ab i l i t at i o n   o h an d   m o v eme n t   i n   s t ro k s u rv i v o rs , "   A d v a n ce s   i n   M ech a n i ca l   E n g i n eer i n g ,   v o l .   1 1 ,   n o .   4 ,   p .   1 - 14 ,   2 0 1 9 .   [1 5 ]   K .   Z h an g ,   X .   Ch en ,   F.   L i u ,   H .   T an g ,   J .   W an g ,   an d   W .   W en ,   " Sy s t em  Framew o r k   o Ro b o t i c s   i n   U p p er  L i mb   Reh ab i l i t a t i o n   o n   Po s t s t r o k Mo t o Rec o v er y , "   B eh a v i o u r a l   Neu r o l o g y,   v o l .   2 0 1 8 ,   p p .   1 - 1 5 ,   2 0 1 8 .   [1 6 ]   G .   Mo ro n e   et   al . ,   " Ro b o t - a s s i s t ed   g ai t   t rai n i n g   f o s t ro k p at i en t s :   cu rre n t   s t a t o f   t h art   a n d   p ers p ect i v e s   o ro b o t i cs , "   Neu r o p s ych i a t r   D i s   Tr e a t ,   v o l .   1 5 n o .   1 3 ,   p p .   1 3 0 3 - 1 3 1 1 ,   2 0 1 7 .   [1 7 ]   J .   S.   T ed l a,   S.   D i x i t ,   K .   G u l ar,   an d   M.   A b o h as h rh ,   " Ro b o t i c - A s s i s t e d   G ai t   T rai n i n g   E ffec t   o n   Fu n ct i o n   an d   G ai t   S p eed   i n   Su b ac u t an d   Ch ro n i St ro k Po p u l a t i o n :   A   Sy s t em at i Rev i e w   an d   Met a - A n a l y s i s   o Ran d o m i zed   Co n t ro l l e d   T ri a l s , "   E u r o p ea n   Neu r o l o g y,   v o l .   8 1 ,   n o .   3 - 4 ,   p p .   1 0 3 - 1 1 1 ,   2 0 1 9 .   [1 8 ]   I.   D í az   e t   al . ,   " D ev e l o p men t   o ro b o t i d ev i ce  f o p o s t - s t ro k h o me  t el e - re h ab i l i t a t i o n , "   A d va n ces   i n   M ec h a n i c a l   E n g i n eer i n g ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p p 1 - 8 ,   2 0 1 8 .   [1 9 ]   J .   A .   D í ez,   A .   Bl an co ,   J .   M.   Cat al án ,   F.   J .   Bad es a,   L .   D .   L l ed ó ,   an d   N .   G arcí a - A raci l ,   " H an d   ex o s k e l et o n   fo reh ab i l i t a t i o n   t h erap i es   w i t h   i n t eg ra t ed   o p t i cal   fo rce  s e n s o r, "   A d va n ce s   i n   M ech a n i ca l   E n g i n eer i n g ,   v o l .   1 0 ,   n o .   2 ,     p p.   1 - 11,   2 0 1 8 .   [2 0 ]   A .   K ap s al y amo v ,   S.   H u s s a i n ,   A .   Sh ari p o v ,   an d   P.   J amw al ,   " Brai n c o mp u t er  i n t erface  a n d   a s s i s t - as - n eed e d   mo d el   fo r   u p p er  l i m b   ro b o t i arm, "   A d v a n ce s   i n   M ech a n i ca l   E n g i n eer i n g ,   v o l .   1 1 ,   n o .   9 ,   p p . 1 - 9 ,   2 0 1 9 .   [2 1 ]   H .   S.   L o   an d   S.   Q .   X i e,   " E x o s k el e t o n   ro b o t s   fo u p p e r - l i m b   reh ab i l i t a t i o n :   St at o t h art   an d   fu t u re  p ro s p e ct s , "   M ed i ca l   E n g i n eer i n g   P h y s i c s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   3 ,   p p .   2 6 1 - 2 6 8 ,   2 0 1 2 .   [2 2 ]   P.   Maci ej as z,   J .   E s ch w ei l er,   K .   G erl ac h - H a h n ,   A .   J a n s e n - T r o y ,   an d   S.   L eo n h ar d t ,   " A   s u r v ey   o n   ro b o t i d ev i ces   fo r   u p p er  l i m b   reh a b i l i t at i o n , "   Jo u r n a l   o f   Neu r o E n g i n ee r i n g   a n d   R eh a b i l i t a t i o n ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p 1 - 2 9 ,   2 0 1 4 .   [2 3 ]   S.   H .   L ee   et   al . ,   " Co mp ar i s o n s   b e t w ee n   en d - effec t o a n d   ex o s k e l et o n   re h ab i l i t a t i o n   r o b o t s   re g ard i n g   u p p er  e x t re mi t y   fu n c t i o n   am o n g   ch ro n i s t r o k p at i en t s   w i t h   m o d era t e - to - s e v ere  u p p er  l i m b   i mp a i rme n t , "   S ci e n t i f i R e p o r t s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   2 0 2 0 .   [ 2 4 ]   W .   H .   C h a n g   a n d   Y . - H .   K i m ,   " R o b o t - a s s i s t e d   T h e r a p y   i n   S t r o k e   R e h a b i l i t a t i o n , "   J   S t r o k e ,   v o l .   1 5 ,   n o .   3 ,   p p .   1 7 4 - 1 8 1 ,   2 0 13.   [2 5 ]   K .   H .   Ch o   an d   W .   K .   So n g   " E ffect   o ro b o t   arm  reach   t rai n i n g   o n   u p p er  ex t rem i t y   fu n c t i o n a l   mo v eme n t   i n   ch r o n i c   s t ro k s u rv i v o rs :   p rel i mi n ary   s t u d y , "   P h ys i ca l   Th e r a p y   R eh a b i l i t a t i o n   S ci e n ce,   v o l .   8 ,   n o .   2 ,   p p .   9 3 - 9 8 ,   2 0 1 9 .       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO R       A hm a Ho i rul   Ba s o r i ,   recei v e d   B. Sc  ( So ft w are  E n g i n eeri n g d e g ree  fro In s t i t u t   T ek n o l o g i   Sep u l u h   N o p em b er  Su rab a y i n   2 0 0 4   an d   t h Ph . D   (Co mp u t er  G rap h i cs fro U n i v er s i t i   T ek n o l o g i   Mal a y s i a,   J o h o Bah r u ,   J o h o r,   i n   2 0 1 1 .   In   2 0 1 1 ,   h h as   ap p o i n t ed   as   A s s i s t an t   Pro fe s s o w i t h   t h D ep art me n t   o Co m p u t er  G rap h i c s   a n d   M u l t i med i a,   U n i v ers i t i   T e k n o l o g i   Ma l ay s i a.     In   2 0 1 6 ,   h i s   p ro m o t e d   t o   A s s o c i at Pro fe s s o ran k   i n   Facu l t y   o Co m p u t i n g   an d   In f o rmat i o n   T ech n o l o g y   Ra b i g h ,   K i n g   A b d u l azi U n i v ers i t y .   H i s   t h mem b er  o E d i t o r i al   b o ard   o s o me   i n t ern a t i o n a l   j o u r n al ,   an d   p u b l i s h e d   mo re  t h a n   8 0   art i cl es .   H i s   al s o   mem b er  o p ro fe s s i o n al   memb ers h i p   IE E E ,   A CM  SIG G RA PH ,   IA E N G   an d   S en i o Memb er  o IA CSI T .   H i s   res earch   i n t eres t s   i n c l u d Co mp u t er  G rap h i cs ,   Faci a l   A n i mat i o n ,   Cl o t h   Si mu l at i o n ,   Med i ca l   V i s u a l i za t i o n ,   H ap t i In t eract i o n ,   Man   Mach i n In t erac t i o n   an d   Ro b o t i cs .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.