سوار الذراع القابل للارتداء ينقل الحساسات الاصطناعية لللمس

أجرى باحثون في جامعة فلوريدا أتلانتيك دراسة جديدة ومبتكرة حول ملاحظات اللمس ومكافحة الاهتزاز وذراع روبوتية لينة قابلة للارتداء يمكن أن تساعد بشكل كبير مستخدمي الأيدي الاصطناعية. يمكن أن تغير النتائج الجديدة الطريقة التي سيتم التحكم فيها بالأيدي الاصطناعية في المستقبل.

عمل الباحثون في كلية الهندسة والعلوم الحاسوبية في الجامعة مع كلية تشارلز إي شميدت للعلوم في جامعة فلوريدا أتلانتيك لتحقيق ما إذا كان الناس يمكنهم التحكم بدقة bằng قوى الإمساك المطبقة على两个 كائنات مختلفة محتضنة في وقت واحد بواسطة يد اصطناعية.

كما قام الفريق بدراسة كيف يمكن أن تساعد ملاحظات المرئية نموذج التحكم المتعدد عن طريق حجب ملاحظات المرئية ومكافحة الاهتزاز بشكل منهجي. كما درست كيف يمكن أن يوفر تجربة نقل كائنات متزامنة وقتًا ووضعت لتصميم ذراع روبوتية لينة قابلة للارتداء متعددة القنوات يمكن أن تنقل حساسيات اصطناعية لللمس إلى مستخدمي الأيدي الروبوتية.

نشرت نتائج البحث في مجلة تقارير علمية.

استخدام قنوات متعددة لمكافحة الاهتزاز

أظهر البحث أن قنوات متعددة لمكافحة الاهتزاز تمكنت المستخدمين من الإمساك ونقل两个 كائنات في وقت واحد bằng يد اصطناعية خبيرة دون كسر أو إسقاط الكائنات، وهو ما كان صحيحًا حتى عندما كان رؤية المستخدمين مقطوعة.

كما تحسنت الطريقة الجديدة الوقت المطلوب لنقل وتسليم كلا الكائنات، وقيّم المستخدمون ملاحظات مكافحة الاهتزاز بشكل نوعي على أنها أكثر أهمية من ملاحظات المرئية.

إريك إنغبرغ، دكتوراه، هو المؤلف الرئيسي وأستاذ وعضو في مركز فلوريدا أتلانتيك للنظم المعقدة والعلوم العصبية، آي-سينس، ومعهد ستايلز-نيكلسون للدماغ.

“دراستنا هي الأولى التي تثبت إمكانية هذه المهمة المتعددة المعقدة أثناء دمج قنوات متعددة لمكافحة الاهتزاز بشكل غير غازٍ،” قال إنغبرغ. “لم يكن لدينا مشاركين دراسيين لديهم استخدام كبير مسبق للأيدي الاصطناعية التي تتحكم بمكافحة الاهتزاز، ومع ذلك، كانوا قادرين على تعلم كيفية استغلال هذه الوظيفة المتعددة بعد جلستين تدريبيتين قصيرتين.”

تصميم ذراع روبوتية لينة مخصصة

قدم الفريق ملاحظات مكافحة الاهتزاز من خلال العمل على التحكم بمكافحة الاهتزاز وتصميم الذراع الروبوتية اللينة المخصصة. تعاونوا مع إيمانويل توجنولي، دكتوراه، الذي هو المؤلف المشارك وأستاذ بحث في قسم علم النفس ومركز العلوم العصبية في جامعة فلوريدا أتلانتيك.

جهز الفريق الذراع بمنفذين لينين، مما ساعد على نقل حساسية比例 للقوى المطبقة. كما شملوا محفزات اهتزازية لتظهر ما إذا كان الكائنات الممسكة قد كُسرت.

صمم ثلاثة مواقع على الذراع للتحكم بمكافحة الاهتزاز: الإبهام، السبابة، والبنصر. هذه المناطق الثلاث كافية لنقل القوة المطبقة على كلا الكائنات الممسكة باليد. كما يحتوي الذراع على ثلاثة غرف هوائية تتوافق بشكل متناسب مع واحدة من ثلاثة بيوتاكس، والتي تُثبت على أطراف الأصابع اليد.

مواعد عبد هو المؤلف الأول وطالب دكتوراه في قسم هندسة المحيطات والآلات في جامعة فلوريدا أتلانتيك.

“أمثلة على التحكم المتعدد التي أظهرناها في دراستنا شملت التحكم التناسبي لبطاقة بين السبابة والوسطى في نفس الوقت الذي استخدمت فيه الإبهام والبنصر لفك غطاء زجاجة ماء. مثال آخر للتحكم المتعدد كان بكرة محتضنة بثلاثة أصابع في نفس الوقت الذي استخدمت فيه الإصبع الصغير لتشغيل مفتاح الضوء،” قال عبد.

يمكن أن تُستخدم هذه الدراسة المبتكرة لتمكين الأفراد الذين يفتقرون إلى الأطراف العلوية من متابعة مسارات مهنية ومتابعة أخرى.

ستيلا باتالاما، دكتوراه، هي عميد كلية الهندسة والعلوم الحاسوبية في جامعة فلوريدا أتلانتيك.

“تمكين التحكم الدقيق الخبير هو مشكلة معقدة للغاية لحلها وهي لا تزال منطقة بحث نشطة لأنها تتطلب ليس فقط تفسير نوايا التحكم بالإمساك البشري، ولكن أيضًا ملاحظات مكافحة الاهتزاز التكميلية لحساسيات اللمس،” قال باتالاما. “مع هذه الدراسة المبتكرة، يعالج باحثونا فقدان حساسيات اللمس، وهو عائق كبير حاليًا يمنع الأفراد الذين يفتقرون إلى الأطراف العلوية من أداء مهام متعددة أو استخدام خبير الأيدي الاصطناعية.”