חוקרים מפתחים שלדים חיצוניים רובוטיים בהליכה עצמית 

חוקרי רובוטיקה מאוניברסיטת ווטרלו עובדים על אחד מהפיתוחים הגדולים הבאים בתחום הרובוטיקה: שלדים חיצוניים רובוטיים הולכים עצמיים. הטכנולוגיה החדשה, הכוללת רגליים תותבות, יכולה לחשוב ולנוע בעצמה באמצעות שימוש בבינה מלאכותית (AI).

המערכות החדשות שפותחו מסתמכות על שילוב של AI וראייה ממוחשבת כדי לחקות את הדרך שבה אנשים הולכים על ידי התבוננות בסביבתם והתאמת תנועות.

המחקר פורסם בכתב העת עסקאות IEEE בנושא רובוטיקה וביוניקה רפואית. זה היה חלק מסדרה ארוכה יותר של מאמרי מחקר, וכותרתו "סימולציה של ביומכניקה עמידה לשבת עבור שלדים חיצוניים רובוטיים ותותבות עם חידוש אנרגיה".

ברוקוסלב לשוסקי הוא מועמד לדוקטורט בהנדסת עיצוב מערכות. כיום היא מובילה את פרויקט המחקר, ExoNet, באוניברסיטה.

"אנחנו נותנים לשלדים חיצוניים רובוטיים ראייה כדי שהם יוכלו לשלוט בעצמם", אמר לשקובסקי.

למרות היותם רגלי השלד החיצוני שלהם כבר נשלטות על ידי מנועים, הם אינם אידיאליים בהתחשב בשליטה הידנית הנדרשת על ידי המשתמשים באמצעות יישומי סמארטפון או ג'ויסטיקים. 

"זה יכול להיות לא נוח ותובעני מבחינה קוגניטיבית", אמר לשקובסקי. "בכל פעם שאתה רוצה לבצע פעילות תנועתית חדשה, אתה צריך לעצור, להוציא את הטלפון החכם שלך ולבחור את המצב הרצוי."

AI ומצלמות לבישות

על מנת לשפר מערכת זו ולהתגבר על חלק מהמגבלות הללו, צוות המחקר התאים למשתמשים שלדים חיצוניים והשתמש במצלמות לבישות. הם גם עשו אופטימיזציה של תוכנת מחשב בינה מלאכותית כך שניתן יהיה לעבד את הזנת הווידאו בצורה יעילה ומדויקת, תוך זיהוי מכשולים כמו מדרגות, דלתות והיבטים שונים אחרים של הסביבה. 

צוות המחקר יחפש כעת לשלוח הוראות למנועים, שיאפשרו לשלדים החיצוניים הרובוטיים להפוך למרשימים עוד יותר. לאחר שהדבר יושג, הם יוכלו לטפס במדרגות ולהימנע ממכשולים שונים. נוסף על כך, הם יוכלו לנתח את התנועה הנוכחית של המשתמש, יחד עם השטח הקרוב, על מנת לבצע פעולות מתאימות.

לשקובסקי מנחה ג'ון מקפי, פרופסור להנדסה והקנדה למחקר בקנדה בדינמיקת מערכת ביו-מכטרוניקה.

"גישת השליטה שלנו לא תדרוש בהכרח מחשבה אנושית", אמר לשקובסקי. "בדומה למכוניות אוטונומיות שנוהגות בעצמן, אנחנו מעצבים שלדים חיצוניים אוטונומיים ורגליים תותבות שהולכות לעצמן."

מטרה נוספת של החוקרים היא לשפר את היעילות האנרגטית של מנועים לשלדים רובוטיים על ידי שימוש בסוללות נטענות באמצעות תנועה אנושית. 

התקדמות שלדים חיצוניים

העבודה החדשה שמגיעה מצוות המחקר באמת לוקחת את הפיתוח של שלדים חיצוניים לשלב הבא. במהלך השנים האחרונות חלו התקדמות שונות בתחום. לדוגמה, הונדה הודיעה ב-2019 שהם מפתחים שלדים חיצוניים כדי להגביר את הכוח האנושי. באותו הזמן, ביפן נעשה שימוש בשלדים חיצוניים כדי לעזור לאנשים להמשיך לעבוד כשהם מזדקנים.

עם זאת, שלדים רובוטיים להליכה עצמית הם הרבה יותר קשים להשגה, וזה מה שהופך את ההתקדמות החדשה הזו לכל כך מרגשת ובעלת ערך.