Az exoskeletonok nagyrészt a fikció birodalmára korlátozódnak, sci-fi- vagy szuperhősfilmekben jelennek meg, hogy erősebbé, magasabbá vagy pusztítóbbá tegyék a karaktereket (James Cameron filmjében Avatar, a kissé félelmetes AMP ruha szolgál „Emberi kezelő erősítője”, de valójában inkább egy humanoid hadigépezet, benne valódi emberrel). Ami a valós felhasználást illeti, exoskeletons olyan iparágakban tesztelték vagy fejlesztették ki, mint pl autógyártás, légi utazás, a katonaiés egészségügyi; ezek többnyire segítséget nyújtanak az embereknek nehéz tárgyak és anyagok felemelésében.
Egy új exoskeleton más célt szolgál: segít az embereknek járni. A Stanford Biomechatronics Laboratory mérnökei által kifejlesztett eszközt a héten megjelent cikk ismerteti. Természet. Dióhéjban ez egy motoros bakancs, amely minden egyes lépéssel előrelendíti a viselőjét. Ami azonban megkülönbözteti, az az, hogy funkciója minden egyes felhasználóra van szabva, nem pedig szabványos a különböző magasságok, súlyok és járási sebességek esetén.
[Beágyazott tartalmat]
"Ez az exoskeleton személyre szabja a segítséget, miközben az emberek normálisan sétálnak a való világban" - mondta Steve Collins, gépészmérnöki docens, aki a Stanford Biomechatronics Laboratory-t vezeti, a sajtóközlemény. "Ez pedig kivételes javulást eredményezett a gyaloglás sebességében és az energiatakarékosságban."
A személyre szabást egy gépi tanulási algoritmus teszi lehetővé, amelyet a csapat emulátorokkal képezett ki – vagyis olyan gépekkel, amelyek a hozzájuk kapcsolt önkéntesektől gyűjtöttek adatokat a mozgásról és az energiafelhasználásról. Az önkéntesek változó sebességgel sétáltak elképzelt forgatókönyvek szerint, például megpróbáltak elkapni egy buszt vagy sétáltak egy parkban.
Az algoritmus összefüggéseket épített fel e forgatókönyvek és az emberek energiafelhasználása között, és az összefüggéseket alkalmazva valós időben tanulja meg, hogyan segítheti a viselőket a számukra valóban hasznos járásban. Amikor egy új személy felveszi a csizmát, az algoritmus minden séta során más-más segítségnyújtási mintát tesztel, és méri, hogyan változnak mozgásuk válaszként. Van egy rövid tanulási görbe, de az algoritmus átlagosan mindössze egy óra alatt képes volt hatékonyan az új felhasználókhoz szabni magát.
Az exoskeleton úgy működik, hogy nyomatékot fejt ki a bokánál, helyettesítve ezzel a viselő vádli izomzatának egy részét. Miközben a felhasználók tesznek egy lépést, közvetlenül mielőtt lábujjaik elhagynák a talajt, az eszköz segít nekik kilökni. Elég jól működött; az emberek átlagosan 9 százalékkal gyorsabban sétáltak a szokásosnál, miközben 17 százalékkal kevesebb energiát költenek el. A futópadon végzett közvetlen összehasonlítások során az exoskeleton körülbelül kétszer annyi erőfeszítést eredményezett, mint a hasonló eszközök.
A gyalogláshoz szükséges erőfeszítések csökkentése általában nem olyan cél, amelyre a legtöbbünknek törekednie kellene; ha valami, az amerikaiaknak az ellenkezője kell. Az exoskeletont kifejlesztő csapat azonban úgy látja, hogy mozgássérült emberek, köztük idősek vagy fogyatékkal élők segítésére használják.
„Úgy gondolom, hogy a következő évtizedben látni fogjuk a személyre szabott segítségnyújtás és a hatékony hordozhatóság ötleteit exoskeletons segít sok embernek leküzdeni a mobilitási kihívásokat, vagy megőrizni képességüket arra, hogy aktív, független és tartalmas életet éljenek” – mondta a tanulmány szerzője, Patrick Slade biomérnöki kutató. sajtóközlemény.
Tekintettel arra, hogy az exoskeleton jelenleg a prototípus stádiumában van, nem fog hamarosan eljutni szélesebb felhasználói bázishoz. Ezenkívül eddig csak a 20-as éveik közepén járó egészséges felnőtteken tesztelték, ezért új teszteket kell végezni, és kiigazításokat kell tenni azoknak az embereknek, akiknek valóban segítségre van szükségük a járásban.
A csapat olyan iterációkat is tervez, amelyek javítják a viselők egyensúlyát, és még az ízületi fájdalmakat is csökkentik. Optimistán tekintenek a készülékükben rejlő lehetőségekre. "Valóban úgy gondolom, hogy ez a technológia sok embernek fog segíteni" mondott Collins.
