A kutatók univerzális exoskeletonokat építenek, amelyeket bárki használhat

A kutatók univerzális exoskeletonokat építenek, amelyeket bárki használhat

Időbélyeg: 22. március 2024. 2:46
A kutatók univerzális exoszkeletonokat építenek, bárki használhatja a PlatoBlockchain adatintelligenciát. Függőleges keresés. Ai.

A robot-exoskeletonok segíthetnek a fogyatékkal élőknek visszanyerni mozgásképességüket, a gyári munkásokat nehezebb terheket emelni, vagy a sportolókat gyorsabban futni. Eddig nagyrészt a laboratóriumra korlátozódtak, mivel minden felhasználó számára gondosan kalibrálni kellett őket, de egy új univerzális vezérlő hamarosan megváltoztathatja ezt.

Míg az „exoskeleton” szó sci-fi képeket idézhet elő olyan filmekből, mint pl Idegen és a Avatar, a technológia a való világ felé halad. Az exoskeletonokat tesztelték a sérülések megelőzésére autógyárak, hadd katonák hosszabb ideig és egyenletesen húzza körül a nehéz csomagokat segítsen a Parkinson-kórban szenvedőknek maradj mobil.

De azt a szoftvert, amely szabályozza, hogy mekkora teljesítményt kell alkalmazni a felhasználó végtagjainak támogatására, általában gondosan be kell állítani, hogy minden egyes személyhez illeszkedjen. Ezenkívül általában csak néhány előre meghatározott mozdulattal segít, amelyekre kifejezetten kifejlesztették.

A Georgia Institute of Technology kutatóinak új megközelítését alkalmazzák neurális hálózatok hogy az exoskeleton mozgásait zökkenőmentesen igazítsa az egyes felhasználók testtartásához és járásához. A csapat szerint ez segíthet a technológiának a laboratóriumból való eltávolításában, és segítheti az embereket a mindennapi életben.

"Az a jó ebben, hogy minden egyes személy belső dinamikájához igazodik mindenféle hangolás vagy heurisztikus beállítás nélkül, ami óriási különbség a sok területen végzett munkához képest" - mondta Aaron Young, a kutatás vezetője. sajtóközleményt.

exoskeletons használjon villanymotorokat, hogy extra energiát biztosítson a felhasználó végtagjainak megerőltető tevékenység során. A legtöbb ellenőrzési rendszer a jól meghatározott tevékenységek, például a séta vagy a lépcsőzés segítésére összpontosít.

A kutatók szerint elterjedt megközelítés az, hogy egy magas szintű algoritmus megjósolja, hogy a felhasználó milyen műveletet próbál végrehajtani, majd amikor ezt a tevékenységet észleli, elindít egy speciális vezérlési sémát, amelyet az ilyen mozgásokhoz terveztek.

Ez azt jelenti, hogy az exoskeleton csak meghatározott tevékenységeket tud segíteni, és még ha az eszköz több különböző tevékenységet is támogat, a felhasználóknak gyakran egy gombnyomással kell váltaniuk ezek között. Mi több, ez azt jelenti, hogy az eszközt gondosan be kell állítani, hogy a vezérlési séma illeszkedjen az egyes felhasználók végtagjainak egyedi alakjához és dinamikájához.

A Georgia Tech csapata által tervezett új megközelítés a papír be Tudományos robotika, ehelyett arra összpontosít, hogy a felhasználó ízületei és izmai egy adott időpontban mit csinálnak, és folyamatosan erőteljes támogatást nyújt nekik. Megközelítésüket csípő-exoskeletonban tesztelték, amely a kutatók szerint sokféle forgatókönyv esetén hasznos.

A GPU chipen futó neurális hálózat az exoskeleton több érzékelőjéből olvas adatokat, amelyek a különböző ízületek szögét, valamint a felhasználó irányát és sebességét mérik. Ezt az információt használja fel arra, hogy megjósolja, milyen mozgásokat végez a felhasználó, majd irányítja az exoskeleton motorjait, hogy a megfelelő mértékű nyomatékot fejtsék ki, hogy levegyék a terhelés egy részét az érintett izmokról.

A csapat 25 résztvevő adatai alapján képezte ki a neurális hálózatot, akik különféle körülmények között sétáltak, miközben az exoskeletont viselték. Ez segített az algoritmusnak abban, hogy általános képet kapjon arról, hogy a szenzoradatok hogyan kapcsolódnak az izommozgásokhoz, lehetővé téve, hogy automatikusan alkalmazkodjanak az új felhasználókhoz anélkül, hogy azok a sajátosságaikra lettek volna igazítva.

A tanulmány kimutatta, hogy az eredményül kapott rendszer jelentősen csökkentheti a különféle tevékenységekre fordított energiafelhasználók mennyiségét. Míg az energiafelhasználás csökkentése hasonló volt a korábbi megközelítésekhez, döntő jelentőségű, hogy nem korlátozódott bizonyos tevékenységekre, és folyamatos támogatást tudott nyújtani, függetlenül attól, hogy a felhasználó mit csinál.

Bár a kutatók szerint még túl korai tudni, hogy a megközelítés másfajta exoskeletonokra is átültethető-e, úgy tűnik, hogy az átfogó elképzelés viszonylag adaptálható. Ez azt sugallja, hogy az exoskeletonok hamarosan „elkészült” termékké válhatnak, amelyek segítik az embereket a megerőltető tevékenységek széles körében.

Kép: Candler Hobbs, Georgia Institute of Technology

Időbélyeg:

Még több Singularity Hub