शोधकर्ता रोबोटिक एक्सोसूट सहायता के लिए एक नए दृष्टिकोण का विकास करते हैं

हार्वर्ड जॉन ए पॉलसन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंसेज के शोधकर्ताओं ने रोबोटिक एक्सोसूट सहायता के लिए एक नए दृष्टिकोण का विकास किया है। यह वियरेबल रोबोटिक्स को डिज़ाइन करने में एक बड़ी चुनौती को पार करने में मदद करता है जो वास्तविक दुनिया की स्थितियों में चलने में सहायता कर सकती है।

आज के अनुकूलन योग्य वियरेबल रोबोटिक सहायता प्लेटफ़ॉर्म व्यक्तियों की सहायता के लिए बहुत सारे मैनुअल या स्वचालित ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है, जो रोगियों के लिए कठिन हो सकता है।

नई दृष्टि रोबोटिक एक्सोसूट सहायता पर निर्भर करती है जो एक व्यक्ति के लिए कैलिब्रेटेड है और विभिन्न वास्तविक दुनिया की चलने की गतिविधियों के लिए केवल कुछ सेकंड में अनुकूलन करती है। जैव-प्रेरित प्रणाली मांसपेशियों की गतिविधियों के अल्ट्रासाउंड माप का उपयोग करती है, जो इसे उपयोगकर्ताओं के लिए व्यक्तिगत और गतिविधि-विशिष्ट बनाती है।

रॉबर्ट डी होवे इंजीनियरिंग और एबॉट और जेम्स लॉरेंस प्रोफेसर हैं और पेपर के सह-लेखक हैं, जो साइंस रोबोटिक्स में प्रकाशित हुआ था।

“हमारा मांसपेशियों-आधारित दृष्टिकोण व्यक्तिगत सहायता प्रोफाइल का तेजी से उत्पादन सक्षम बनाता है जो चलने वाले व्यक्ति को वास्तविक लाभ प्रदान करता है,” होवे ने कहा।

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पिछले जैव-प्रेरित प्रणालियों बनाम नए दृष्टिकोण

पिछले जैव-प्रेरित प्रणालियों ने अंगों और पहनने वालों की गतिशील गतिविधियों पर ध्यान केंद्रित किया है, लेकिन शोधकर्ताओं ने इसके बाहर देखा।

रिचर्ड नुकोल्स एसईएएस में एक पोस्टडॉक्टरल रिसर्च एसोसिएट हैं और पेपर के सह-पहले लेखक हैं।

“हमने अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके त्वचा के नीचे देखा और सीधे उपयोगकर्ता की मांसपेशियों को कई चलने की गतिविधियों के दौरान क्या कर रहा था, इसका माप लिया,” नुकोल्स ने कहा। “हमारी मांसपेशियों और टेंडन में अनुपालन होता है, जिसका अर्थ है कि अंगों की गति और अंतर्निहित मांसपेशियों की गति के बीच सीधा मैपिंग नहीं है।”

शोध टीम ने प्रतिभागियों के पैरों में एक पोर्टेबल अल्ट्रासाउंड प्रणाली को जोड़ दिया और विभिन्न चलने की गतिविधियों के दौरान उनकी मांसपेशियों की इमेजिंग की।

कृतिका स्वामिनाथन एसईएएस और ग्रेजुएट स्कूल ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज (जीएसएएस) में एक स्नातक छात्र हैं और अध्ययन के सह-पहले लेखक हैं।

“इन पूर्व-रिकॉर्डेड इमेजेज से, हमने अनुमान लगाया कि सहायक बल को कैल्फ मांसपेशियों के साथ-साथ चलने के चक्र के धक्का चरण के दौरान वे जो अतिरिक्त काम करते हैं उसे ऑफसेट करने के लिए लागू किया जाना चाहिए,” स्वामिनाथन ने कहा।

मांसपेशियों का प्रोफ़ाइल कैप्चर करना

प्रणाली को केवल कुछ सेकंड की चलने की आवश्यकता होती है ताकि मांसपेशियों का प्रोफ़ाइल कैप्चर किया जा सके, और प्रत्येक प्रोफ़ाइल के लिए, शोधकर्ताओं ने मापा कि व्यक्ति ने एक्सोसूट के साथ और बिना चलने के दौरान कितनी जैविक ऊर्जा का उपयोग किया।

टीम ने पाया कि विभिन्न गतियों और ढलानों पर चलने के दौरान जैविक ऊर्जा को महत्वपूर्ण रूप से कम किया गया था जब मांसपेशियों-आधारित सहायता का उपयोग किया गया था। उन्होंने यह भी पाया कि जब पिछले अध्ययनों की तुलना में समान या बेहतर जैविक ऊर्जा लाभ प्राप्त करने के लिए कम सहायता बल की आवश्यकता थी।

संगजून ली एसईएएस और जीएसएएस में एक स्नातक छात्र हैं और अध्ययन के सह-पहले लेखक हैं।

“मांसपेशियों को सीधे मापकर, हम एक्सोसूट का उपयोग करने वाले व्यक्ति के साथ अधिक सहजता से काम कर सकते हैं,” ली ने कहा। “इस दृष्टिकोण से, एक्सोसूट पहनने वाले को अधिक शक्ति प्रदान नहीं कर रहा है, यह उनके साथ सहयोग कर रहा है।”

वास्तविक दुनिया की स्थितियों में, एक्सोसूट ने चलने की गति और ढलान में परिवर्तन के लिए जल्दी से अनुकूलन करने की क्षमता का प्रदर्शन किया। टीम अब प्रणाली का परीक्षण वास्तविक समय के समायोजन के साथ करने की योजना बना रही है।

“यह दृष्टिकोण वास्तविक दुनिया की गतिशील स्थितियों में वियरेबल रोबोटिक्स को अपनाने का समर्थन करने में मदद कर सकता है bằng सहज, अनुकूलित और अनुकूलन योग्य सहायता प्रदान करके,” वाल्श ने कहा।