Para Peneliti Sedang Membangun Kerangka Luar Universal yang Dapat Digunakan Siapa Saja

Para Peneliti Sedang Membangun Kerangka Luar Universal yang Dapat Digunakan Siapa Saja

Stempel Waktu: 22 Maret 2024 2
Peneliti Sedang Membangun Exoskeleton Universal Siapapun Dapat Menggunakan Kecerdasan Data PlatoBlockchain. Pencarian Vertikal. Ai.

Eksoskeleton robotik dapat membantu penyandang disabilitas mendapatkan kembali mobilitasnya, pekerja pabrik mengangkat beban lebih berat, atau atlet berlari lebih cepat. Sejauh ini, pengontrol tersebut sebagian besar terbatas pada laboratorium karena kebutuhan untuk mengkalibrasinya dengan susah payah untuk setiap pengguna, namun pengontrol universal baru dapat segera mengubahnya.

Sedangkan kata “exoskeleton” mungkin membangkitkan gambaran fiksi ilmiah dari film sejenisnya Asing dan Avatar, teknologi semakin mendekati dunia nyata. Eksoskeleton telah diuji sebagai cara untuk mencegah cedera pabrik mobil, biarkan tentara membawa beban berat lebih lama, dan rata membantu orang dengan Parkinson tetap mobile.

Namun perangkat lunak yang mengontrol seberapa besar daya yang digunakan untuk menopang anggota tubuh pengguna biasanya harus disesuaikan secara hati-hati agar sesuai dengan masing-masing individu. Selain itu, biasanya hanya membantu beberapa gerakan yang telah ditentukan dan dirancang khusus untuk itu.

Pendekatan baru yang digunakan para peneliti di Institut Teknologi Georgia jaringan saraf untuk menyesuaikan gerakan kerangka luar dengan postur dan gaya berjalan masing-masing pengguna. Tim mengatakan hal ini dapat membantu mengeluarkan teknologi dari laboratorium dan mulai membantu manusia dalam kehidupan sehari-hari.

“Apa yang keren tentang hal ini adalah bahwa hal ini menyesuaikan dengan dinamika internal setiap orang tanpa penyetelan atau penyesuaian heuristik apa pun, yang merupakan perbedaan besar dari banyak pekerjaan di lapangan,” kata Aaron Young, yang memimpin penelitian, dalam sebuah pernyataan. siaran pers.

Exoskeletons menggunakan motor listrik untuk memberikan tenaga ekstra pada anggota tubuh pengguna saat melakukan aktivitas berat. Sebagian besar skema pengendalian berfokus pada membantu aktivitas tertentu, seperti berjalan atau menaiki tangga.

Pendekatan yang umum, kata para peneliti, adalah membuat algoritma tingkat tinggi memprediksi tindakan apa yang coba dilakukan pengguna dan kemudian, ketika aktivitas itu terdeteksi, memulai skema kontrol khusus yang dirancang untuk gerakan semacam itu.

Artinya, exoskeleton hanya dapat membantu aktivitas tertentu, dan meskipun perangkat mendukung beberapa aktivitas berbeda, pengguna sering kali harus beralih di antara aktivitas tersebut dengan menekan sebuah tombol. Terlebih lagi, ini berarti perangkat perlu disesuaikan secara hati-hati agar skema kontrolnya sesuai dengan bentuk unik dan dinamika anggota tubuh setiap pengguna.

Pendekatan baru yang dirancang oleh tim Georgia Tech dan dijelaskan dalam a kertas masuk Robotika ilmu, sebaliknya berfokus pada apa yang dilakukan sendi dan otot pengguna pada titik waktu tertentu dan memberikan dukungan kuat kepada sendi dan otot tersebut secara terus menerus. Pendekatan mereka diuji pada kerangka luar pinggul, yang menurut para peneliti berguna dalam berbagai skenario.

Jaringan saraf yang berjalan pada chip GPU membaca data dari beberapa sensor pada kerangka luar yang mengukur sudut sambungan berbeda serta arah dan kecepatan pengguna. Ia menggunakan informasi ini untuk memprediksi gerakan apa yang dilakukan pengguna dan kemudian mengarahkan motor kerangka luar untuk menerapkan jumlah torsi yang tepat untuk menghilangkan sebagian beban dari otot yang bersangkutan.

Tim melatih jaringan saraf berdasarkan data dari 25 peserta yang berjalan dalam berbagai konteks sambil mengenakan kerangka luar. Hal ini membantu algoritme mendapatkan pemahaman umum tentang bagaimana data sensor terkait dengan pergerakan otot, sehingga memungkinkan untuk beradaptasi secara otomatis dengan pengguna baru tanpa disesuaikan dengan keistimewaan mereka.

Studi menunjukkan sistem yang dihasilkan mampu secara signifikan mengurangi jumlah energi yang dikeluarkan pengguna dalam berbagai aktivitas. Meskipun pengurangan penggunaan energi serupa dengan pendekatan-pendekatan sebelumnya, yang terpenting, pengurangan ini tidak terbatas pada tindakan tertentu dan dapat memberikan dukungan berkelanjutan, apa pun yang dilakukan pengguna.

Meskipun para peneliti mengatakan masih terlalu dini untuk mengetahui apakah pendekatan ini akan diterapkan pada jenis kerangka luar lainnya, tampaknya gagasan umum tersebut relatif dapat diadaptasi. Hal ini menunjukkan bahwa exoskeleton akan segera menjadi produk siap pakai yang dapat membantu orang melakukan berbagai aktivitas berat.

Gambar Kredit: Candler Hobbs, Institut Teknologi Georgia

Stempel Waktu:

Lebih dari Hub Singularity