Ερευνητές Ανάπτυξης Αυτονομών Ρομποτικών Εξωσκελετών

Οι ερευνητές ρομποτικής στο Πανεπιστήμιο του Γουότερλου εργάζονται σε μία από τις επόμενες μεγάλες εξελίξεις στον τομέα της ρομποτικής: αυτονομούς ρομποτικούς εξωσκελετούς. Η νέα τεχνολογία, η οποία περιλαμβάνει προθετικές γάμπες, μπορεί να σκέφτεται και να κινείται αυτόνομα με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης (AI).

Τα νεοαναπτυγμένα συστήματα βασίζονται σε eine συνδυασμό AI και υπολογιστικής όρασης για να μιμηθούν τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι περπατούν, παρατηρώντας το περιβάλλον και調整οντας τις κινήσεις.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Ήταν μέρος μιας μεγαλύτερης σειράς ερευνητικών εργασιών και έχει τον τίτλο “Σίμωση της Βιομηχανικής για Ρομποτικούς Εξωσκελετούς και Προθέσεις με Αναγέννηση Ενέργειας”.

Η Brokoslaw Lashowski είναι υποψήφια διδάκτωρ στο τμήμα συστημάτων μηχανικής. Ηγείται目前 του ερευνητικού προγράμματος, ExoNet, στο πανεπιστήμιο.

“Δίνουμε στους ρομποτικούς εξωσκελετούς όραση, ώστε να μπορούν να ελέγχονται αυτόνομα,” είπε η Laschowski.

Παρά το γεγονός ότι υπάρχουν ήδη εξωσκελετοί γάμπες που ελέγχονται από κινητήρες, δεν είναι ιδανικοί λόγω του απαιτούμενου χειρισμού από τους χρήστες μέσω εφαρμογών για κινητά ή joystick.

“Αυτό μπορεί να είναι άβολο και γνωστικά απαιτητικό,” είπε η Laschowski. “Κάθε φορά που θέλετε να εκτελέσετε μια νέα δραστηριότητα κίνησης, πρέπει να σταματήσετε, να βγάλете το κινητό σας και να επιλέξετε την επιθυμητή λειτουργία.”

Τεχνητή Νοημοσύνη και Φορητές Κάμερες

Για να βελτιώσουμε αυτό το σύστημα και να υπερβούμε κάποιες από τις περιορισμούς, η ερευνητική ομάδα τοποθέτησε εξωσκελετούς σε χρήστες και χρησιμοποίησε φορητές κάμερες. Επίσης, βελτίωσαν το λογισμικό AI, ώστε να μπορέσουν να επεξεργαστούν αποτελεσματικά και ακριβώς το βίντεο, αναγνωρίζοντας εμπόδια όπως σκαλιά, πόρτες και διάφορα άλλα στοιχεία του περιβάλλοντος.

Η ερευνητική ομάδα θα στείλει τώρα εντολές στους κινητήρες, επιτρέποντας στους ρομποτικούς εξωσκελετούς να γίνουν ακόμα πιο εντυπωσιακοί. Μόλις αυτό επιτευχθεί, θα μπορέσουν να ανεβούν σκαλιά και να αποφύγουν διάφορα εμπόδια. Επιπλέον, θα μπορέσουν να αναλύσουν την τρέχουσα κίνηση του χρήστη, καθώς και το επικείμενο έδαφος, για να λάβουν τις κατάλληλες ενέργειες.

Η Laschowski είναι υπό την εποπτεία του John McPhee, καθηγητή μηχανικής και καθηγητή ερευνών στον τομέα της Βιομηχανικής.

“Η προσέγγισή μας δεν απαιτεί απαραίτητα ανθρώπινη σκέψη,” είπε η Laschowski. “Παρόμοια με τα αυτονομικά αυτοκίνητα που οδηγούν μόνα τους, σχεδιάζουμε αυτονομούς εξωσκελετούς και προθέσεις που περπατούν μόνοι τους.”

Ένα άλλο από τα目标 της ερευνητικής ομάδας είναι να βελτιώσουν την ενεργειακή απόδοση των κινητήρων για ρομποτικούς εξωσκελετούς, χρησιμοποιώντας αυτοφορτιζόμενες μπαταρίες μέσω ανθρώπινης κίνησης.

Προηγμένα Εξωσκελετούς

Η νέα εργασία της ερευνητικής ομάδας πραγματικά μεταφέρει την ανάπτυξη των εξωσκελετών στο επόμενο επίπεδο. Τα τελευταία χρόνια, υπήρξαν διάφορες προόδους στον τομέα. Για παράδειγμα, η Honda ανακοίνωσε το 2019 ότι αναπτύσσουν εξωσκελετούς για να αυξήσουν την ανθρώπινη δύναμη. Ταυτόχρονα, οι εξωσκελετοί χρησιμοποιούνταν στην Ιαπωνία για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να συνεχίσουν να εργάζονται καθώς γερνούν.

Ωστόσο, οι αυτονομικοί ρομποτικοί εξωσκελετοί είναι πολύ πιο δύσκολο να επιτευχθούν, και αυτό είναι που κάνει αυτή τη νέα πρόοδο τόσο ενθουσιαστική και πολύτιμη.