연구원들은 로봇 엑소슈트 지원을 위한 새로운 접근 방식을 개발합니다.

Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences의 연구원들은 로봇 엑소슈트 지원을 위한 새로운 접근 방식을 개발했습니다. 실제 상황에서 보행을 보조하는 데 사용할 수 있는 웨어러블 로봇 설계의 주요 과제를 극복하는 데 도움이 됩니다. 

오늘날의 맞춤형 웨어러블 로봇 지원 플랫폼은 개인을 지원하기 위해 많은 수동 또는 자동 조정이 필요하며 이는 환자에게 어려울 수 있습니다. 

새로운 접근 방식은 개인에 맞게 조정되는 로봇 엑소슈트 지원에 의존하며 단 몇 초 만에 다양한 실제 보행 작업에 적응합니다. 생체에서 영감을 얻은 시스템은 근육 역학의 초음파 측정을 사용하여 사용자에게 개인화되고 활동별이 가능합니다.

Robert D. Howe는 Abbott 및 James Lawrence 공학 교수이자 논문의 공동 저자입니다. 과학 로봇. 

"우리의 근육 기반 접근 방식은 걷는 사람에게 실질적인 이점을 제공하는 개별화된 보조 프로필을 상대적으로 빠르게 생성할 수 있습니다."라고 Howe는 말했습니다.

이전 생체모방 시스템 대 새로운 접근 방식

이전의 생체 영감 시스템은 팔다리와 착용자의 역동적인 움직임에 초점을 맞추었지만 연구자들은 그 밖의 것을 보았습니다. 

Richard Nuckols는 SEAS의 박사 후 연구원이자 논문의 공동 제XNUMX저자입니다. 

Nuckols는 "우리는 초음파를 사용하여 피부 아래를 살펴보고 사용자의 근육이 몇 가지 보행 작업 동안 수행하는 작업을 직접 측정했습니다."라고 말했습니다. "우리의 근육과 힘줄에는 순응성이 있습니다. 즉, 사지의 움직임과 움직임을 주도하는 기본 근육의 움직임 사이에 반드시 직접적인 매핑이 있는 것은 아닙니다."

연구팀은 다양한 보행 작업을 수행하는 동안 근육을 ​​영상화하기 전에 참가자의 종아리에 휴대용 초음파 시스템을 부착했습니다. 

Krithika Swaminathan은 SEAS 대학원생이자 GSAS(Graduate School of Arts and Sciences)이며 이 연구의 공동 제XNUMX저자입니다. 

Swaminathan은 "사전 기록된 이 이미지에서 우리는 종아리 근육과 병행하여 가해지는 보조력을 추정하여 걷기 주기의 밀어내기 단계에서 수행해야 하는 추가 작업을 상쇄했습니다."라고 말했습니다.

근육의 프로필 캡처

이 시스템은 근육의 프로필을 캡처하기 위해 단 몇 초 만에 걸을 수 있으며 각 프로필에 대해 연구자들은 사람이 엑소슈트를 착용한 상태와 그렇지 않은 상태에서 걷는 동안 얼마나 많은 대사 에너지를 사용했는지 측정했습니다. 

연구팀은 다양한 속도와 경사를 가로질러 걷는 신진대사 에너지가 근육 기반 보조로 크게 감소한다는 것을 발견했습니다. 그들은 또한 이전 연구와 비교할 때 동일하거나 개선된 신진대사 에너지 이점을 달성하기 위해 더 낮은 보조력이 필요하다는 것을 발견했습니다. 

이상준 씨는 SEAS 및 GSAS 대학원생이며 이 연구의 공동 제XNUMX저자입니다. 

이 대표는 “근육을 직접 측정해 엑소슈트를 착용한 사람과 보다 직관적으로 작업할 수 있다”고 말했다. "이 접근 방식을 사용하면 엑소슈트가 착용자를 압도하지 않고 협력적으로 작동합니다."

실제 상황에서 엑소슈트는 걷는 속도와 경사의 변화에 ​​빠르게 적응하는 능력을 보여주었습니다. 팀은 이제 실시간 조정으로 시스템을 테스트할 것입니다.

Walsh는 "이 접근법은 편안하고 맞춤화된 적응형 지원을 가능하게 함으로써 실제 세계의 역동적인 상황에서 웨어러블 로봇의 채택을 지원하는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 말했습니다.