Tutkijat kehittävät itsekäveleviä robotti-eksoskeletoneja 

Waterloon yliopiston robotiikkatutkijat työskentelevät yhden seuraavan suuren robotiikan alan kehityksen parissa: itsestään kävelevien robotti-exoskeletonien parissa. Uusi teknologia, joka sisältää jalkojen proteesin, voi ajatella ja liikkua itsenäisesti tekoälyn (AI) avulla.

Äskettäin kehitetyt järjestelmät perustuvat tekoälyn ja tietokonenäön yhdistelmään matkimaan ihmisten kävelemistä tarkkailemalla ympäristöään ja säätämällä liikkeitä.

Tutkimus julkaistiin lehdessä IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Se oli osa pidempää tutkimuspapereiden sarjaa, ja se on nimeltään "Seisosta istumaan -biomekaniikan simulointi robottien eksoskeletoille ja proteeseille energian regeneraatiolla"

Brokoslaw Lashowski on tohtorintutkinto järjestelmäsuunnittelusta. Tällä hetkellä hän johtaa yliopiston ExoNet-tutkimusprojektia.

"Annamme robottien eksoskeletoneille näön, jotta he voivat hallita itseään", Laschowski sanoi.

Huolimatta siitä, että ne ovat jo moottoreiden ohjaamia eksoskeletonjaloja, ne eivät ole ihanteellisia, koska käyttäjät ohjaavat niitä älypuhelinsovellusten tai ohjaussauvojen avulla. 

"Se voi olla hankalaa ja kognitiivisesti vaativaa", sanoi Laschowski. "Joka kerta, kun haluat suorittaa uuden liikkuvan toiminnan, sinun on pysähdyttävä, otettava älypuhelin esiin ja valittava haluamasi tila."

Tekoäly ja puettavat kamerat

Tämän järjestelmän parantamiseksi ja joidenkin näistä rajoituksista voittamiseksi tutkimusryhmä sovitti käyttäjille eksoskeletoneja ja käytti puettavia kameroita. He myös optimoivat tekoälyn tietokoneohjelmiston niin, että videosyöte voidaan käsitellä tehokkaasti ja tarkasti ja tunnistaa esteet, kuten portaat, ovet ja monet muut ympäristön osat. 

Tutkimusryhmä pyrkii nyt lähettämään ohjeita moottoreille, jotta robottien eksoskeletoneista tulee entistä vaikuttavampia. Kun tämä on saavutettu, he voivat kiivetä portaita ja välttää erilaisia ​​esteitä. Tämän lisäksi he voivat analysoida käyttäjän tämänhetkistä liikettä sekä tulevaa maastoa ryhtyäkseen tarvittaviin toimiin.

Laschowskia ohjaa John McPhee, insinööriprofessori ja Kanadan biomekatronisen järjestelmädynamiikan tutkimusjohtaja.

"Valvontalähestymistapamme ei välttämättä vaadi ihmisen ajattelua", sanoi Laschowski. "Samanlaisesti kuin itseohjautuvat autot, suunnittelemme autonomisia eksoskeletteja ja proteeseja, jotka kävelevät itsekseen."

Toinen tutkijoiden tavoitteista on parantaa robottirunkojen moottoreiden energiatehokkuutta käyttämällä ihmisen liikkeen kautta ladattavia akkuja. 

Eksoskeletonit etenevät

Tutkimusryhmältä tuleva uusi työ vie eksoskeletonin kehittämisen todella seuraavaan vaiheeseen. Muutaman viime vuoden aikana alalla on tapahtunut monenlaista edistystä. Esimerkiksi, Honda ilmoitti vuonna 2019 kehittävänsä eksoskeletoneja lisäämään ihmisen voimaa. Samaan aikaan, eksoskeletoneja käytettiin Japanissa auttamaan ihmisiä jatkamaan työtä ikääntyessään.

Itsekäveleviä robottirunkoja on kuitenkin paljon vaikeampi saavuttaa, mikä tekee tästä uudesta edistyksestä niin jännittävän ja arvokkaan.