חוקרים בונים שלדים חיצוניים אוניברסליים שכל אחד יכול להשתמש בו

שלדים חיצוניים רובוטיים יכולים לעזור לאנשים מוגבלים להחזיר את הניידות שלהם, לעובדי המפעל להרים משאות כבדים יותר או לספורטאים לרוץ מהר יותר. עד כה, הם הוגבלו במידה רבה למעבדה בשל הצורך לכייל אותם בקפידה עבור כל משתמש, אך בקר אוניברסלי חדש עשוי לשנות זאת בקרוב.

בעוד שהמילה "שלד חיצוני" עשויה לעורר תמונות מדע בדיוני מסרטים כמו זר ו גִלגוּל, הטכנולוגיה מתקדמת לעבר העולם האמיתי. שלדים חיצוניים נבדקו כדרך למנוע פציעות ב מפעלי רכב, לתת לחיילים לסחוב חבילות כבדות לאורך זמן, ואפילו לעזור לאנשים עם פרקינסון להישאר נייד.

אבל התוכנה השולטת בכמה כוח להפעיל לתמיכה בגפיים של משתמש בדרך כלל צריכה להיות מותאמת בקפידה כדי להתאים לכל אדם. כמו כן, זה בדרך כלל עוזר רק עם כמה תנועות קבועות מראש שזה תוכנן במיוחד עבורם.

גישה חדשה של חוקרים מהמכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה משתמשת רשתות עצביות להתאים בצורה חלקה את תנועות השלד החיצוני ליציבה וההליכה המיוחדת של כל משתמש. הצוות אומר שזה יכול לעזור להוציא את הטכנולוגיה מהמעבדה ולהתחיל לעזור לאנשים בחיי היומיום.

"מה שכל כך מגניב בזה הוא שהוא מותאם לדינמיקה הפנימית של כל אדם ללא כל כוונון או התאמות היוריסטיות, וזה הבדל עצום מהרבה עבודה בתחום", אמר אהרון יאנג, שהוביל את המחקר. הודעה לעיתונות.

שלדים השתמש במנועים חשמליים כדי לספק כוח נוסף לגפיים של המשתמש בעת ביצוע פעילויות מאומצות. רוב תוכניות הבקרה התמקדו בסיוע לפעילויות מוגדרות היטב, כגון הליכה או טיפוס במדרגות.

גישה נפוצה, אומרים החוקרים, היא לאפשר אלגוריתם ברמה גבוהה לחזות איזו פעולה המשתמש מנסה לבצע ולאחר מכן, כאשר פעילות זו מזוהה, ליזום ערכת בקרה מיוחדת המיועדת לסוג כזה של תנועה.

משמעות הדבר היא שהשלד החיצוני יכול לסייע רק בפעילויות ספציפיות, וגם אם המכשיר תומך במספר שונות, המשתמשים צריכים לרוב לעבור ביניהן על ידי לחיצה על כפתור. יתרה מכך, פירוש הדבר שהמכשיר צריך להיות מותאם בקפידה כך שתכנית הבקרה שלו תתאים לצורה והדינמיקה הייחודית של איבריו של כל משתמש.

הגישה החדשה שתוכננה על ידי צוות Georgia Tech ומתוארת ב נייר פנימה מדע רובוטיקה, במקום זאת מתמקד במה שהפרקים והשרירים של המשתמש עושים בכל נקודת זמן מסוימת ומספק להם תמיכה מונעת באופן רציף. הגישה שלהם נוסתה בשלד חיצוני בירך, שלדברי החוקרים שימושי במגוון רחב של תרחישים.

רשת עצבית הפועלת על שבב GPU קוראת נתונים ממספר חיישנים על השלד החיצוני המודדים את הזווית של מפרקים שונים ואת הכיוון והמהירות של המשתמש. הוא משתמש במידע הזה כדי לחזות אילו תנועות המשתמש עושה ואז מכוון את המנועים של השלד החיצוני להפעיל בדיוק את כמות המומנט הנכונה כדי להוריד חלק מהעומס מהשרירים הרלוונטיים.

הצוות אימן את הרשת העצבית על נתונים מ-25 משתתפים שהולכים במגוון הקשרים כשהם לובשים את השלד החיצוני. זה עזר לאלגוריתם להשיג הבנה כללית של האופן שבו נתוני חיישנים קשורים לתנועות שרירים, מה שאיפשר להסתגל אוטומטית למשתמשים חדשים מבלי להיות מותאמים לאיחויות שלהם.

המחקר הראה שהמערכת שהתקבלה יכולה להפחית באופן משמעותי את כמות משתמשי האנרגיה המושקעים במגוון פעילויות. בעוד שההפחתה בשימוש באנרגיה הייתה דומה לגישות הקודמות, באופן מכריע, היא לא הוגבלה לפעולות מסוימות ויכולה לספק תמיכה מתמשכת לא משנה מה המשתמש עושה.

בעוד החוקרים טוענים שמוקדם מדי לדעת אם הגישה תתורגם לסוגים אחרים של שלדים חיצוניים, נראה שהרעיון הכולל ניתן להתאמה יחסית. זה מצביע על כך ששלדים חיצוניים עשויים להפוך בקרוב למוצר "מדף" המסייע לאנשים במגוון רחב של פעילויות מאומצות.

תמונת אשראי: קנדלר הובס, המכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://singularityhub.com/2024/03/22/researchers-are-building-universal-exoskeletons-anyone-can-use/