Ricercatori che sviluppano esoscheletri robotici autonimi

I ricercatori di robotica dell’Università di Waterloo stanno lavorando su uno dei prossimi grandi sviluppi nel campo della robotica: esoscheletri robotici autonimi. La nuova tecnologia, che include gambe protesiche, può pensare e muoversi da sola grazie all’utilizzo dell’intelligenza artificiale (AI).

I sistemi appena sviluppati si basano su una combinazione di AI e visione artificiale per mimare il modo in cui le persone camminano, osservando l’ambiente e regolando i movimenti.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Fa parte di una serie più lunga di articoli di ricerca e si intitola “Simulazione della biomeccanica da seduti a in piedi per esoscheletri e protesi robotiche con rigenerazione di energia”.

Brokoslaw Lashowski è un candidato al dottorato in ingegneria dei sistemi. Attualmente guida il progetto di ricerca ExoNet all’università.

“Stiamo dando la vista agli esoscheletri robotici in modo che possano controllarsi da soli”, ha detto Laschowski.

Nonostante ci siano già gambe di esoscheletri controllate da motori, non sono ideali a causa del controllo manuale richiesto dagli utenti attraverso applicazioni per smartphone o joystick.

“Ciò può essere scomodo e richiedere molta concentrazione”, ha detto Laschowski. “Ogni volta che si desidera eseguire una nuova attività locomotoria, è necessario fermarsi, prendere il telefono e selezionare la modalità desiderata.”

AI e telecamere indossabili

Per migliorare questo sistema e superare alcune di queste limitazioni, il team di ricerca ha dotato gli esoscheletri di telecamere indossabili e ha ottimizzato il software AI per computer in modo che il flusso video possa essere elaborato in modo efficiente e preciso, riconoscendo ostacoli come scale, porte e altri aspetti dell’ambiente.

Il team di ricerca invierà ora istruzioni ai motori, consentendo agli esoscheletri robotici di diventare ancora più impressionanti. Una volta raggiunto ciò, saranno in grado di salire le scale e evitare vari ostacoli. Inoltre, saranno in grado di analizzare il movimento attuale dell’utente e il terreno che si trova davanti, per intraprendere azioni adeguate.

Laschowski è supervisionato dal professor John McPhee, professore di ingegneria e titolare della cattedra di dinamica dei sistemi biomeccanici della Canada Research Chair.

“Il nostro approccio di controllo non richiederebbe necessariamente il pensiero umano”, ha detto Laschowski. “Allo stesso modo dei veicoli autonomi che si guidano da soli, stiamo progettando esoscheletri e gambe protesiche autonome che camminano da sole.”

Un altro obiettivo dei ricercatori è migliorare l’efficienza energetica dei motori per gli scheletri robotici utilizzando batterie auto-caricate attraverso il movimento umano.

Avanzamento degli esoscheletri

Il nuovo lavoro del team di ricerca porta lo sviluppo degli esoscheletri al prossimo livello. Negli ultimi anni, ci sono stati vari progressi in questo campo. Ad esempio, Honda ha annunciato nel 2019 che stava sviluppando esoscheletri per aumentare la forza umana. Allo stesso tempo, gli esoscheletri venivano utilizzati in Giappone per aiutare le persone a continuare a lavorare mentre invecchiavano.

Tuttavia, gli scheletri robotici autonimi sono molto più difficili da realizzare, ed è ciò che rende questo nuovo progresso così emozionante e prezioso.