Tyrėjai, kuriantys savarankiškai vaikščiojančius robotų egzoskeletus 

Vaterlo universiteto robotikos mokslininkai dirba su vienu iš kitų didelių robotikos srities naujovių: savarankiškai vaikščiojančių robotų egzoskeletų. Naujoji technologija, apimanti kojų protezus, gali mąstyti ir judėti savarankiškai, naudodama dirbtinį intelektą (AI).

Naujai sukurtos sistemos remiasi dirbtinio intelekto ir kompiuterinio regėjimo deriniu, kad imituotų žmonių vaikščiojimą stebėdami aplinką ir koreguodami judesius.

Tyrimas buvo paskelbtas žurnale IEEE operacijos dėl medicininės robotikos ir bionikos. Tai buvo ilgesnės mokslinių straipsnių serijos dalis ir pavadinta „Robotų egzoskeletų ir protezų su energijos atkūrimu biomechanikos modeliavimas stovint prie sėdėjimo"

Brokoslaw Lashowski yra sistemų projektavimo inžinerijos doktorantas. Šiuo metu ji vadovauja mokslinių tyrimų projektui „ExoNet“ universitete.

„Mes suteikiame robotams egzoskeletams regėjimą, kad jie galėtų kontroliuoti save“, – sakė Laschowskis.

Nepaisant to, kad jos jau yra išorinės kojos, valdomos varikliais, jos nėra idealios, nes naudotojai turi rankinį valdymą naudodami išmaniųjų telefonų programas ar vairasvirtes. 

„Tai gali būti nepatogu ir reikalaujanti pažinimo“, - sakė Laschowskis. „Kiekvieną kartą, kai norite atlikti naują judėjimo veiklą, turite sustoti, išsitraukti išmanųjį telefoną ir pasirinkti norimą režimą.

AI ir nešiojamos kameros

Siekdama patobulinti šią sistemą ir įveikti kai kuriuos iš šių apribojimų, tyrėjų komanda naudotojams pritaikė egzoskeletus ir naudojo nešiojamas kameras. Jie taip pat optimizavo dirbtinio intelekto kompiuterių programinę įrangą, kad vaizdo įrašas galėtų būti apdorotas efektyviai ir tiksliai, atpažįstant tokias kliūtis kaip laiptai, durys ir įvairūs kiti aplinkos aspektai. 

Mokslininkų komanda dabar sieks išsiųsti instrukcijas varikliams, kad robotų egzoskeletai taptų dar įspūdingesni. Tai pasiekę, jie galės lipti laiptais ir išvengti įvairių kliūčių. Be to, jie galės analizuoti esamą vartotojo judėjimą ir būsimą reljefą, kad galėtų imtis atitinkamų veiksmų.

Laschowski vadovauja John McPhee, inžinerijos profesorius ir Kanados biomechatroninės sistemos dinamikos tyrimų katedra.

„Mūsų kontrolės metodas nebūtinai reikalauja žmogaus minties“, - sakė Laschowskis. „Panašiai į autonominius automobilius, kurie vairuoja patys, mes kuriame autonominius egzoskeletus ir protezuojančias kojas, kurios vaikšto patys.

Kitas mokslininkų tikslas – pagerinti robotų skeletų variklių energijos vartojimo efektyvumą, naudojant žmogaus judesiu savaime įkraunamas baterijas. 

Tobulėjantys egzoskeletai

Naujas mokslinių tyrimų komandos darbas iš tikrųjų perkelia egzoskeletų kūrimą į kitą žingsnį. Per pastaruosius kelerius metus šioje srityje buvo padaryta įvairių pažangų. Pavyzdžiui, 2019 metais „Honda“ paskelbė, kad kuria egzoskeletus, kad padidintų žmogaus jėgą. Tuo pačiu metu, egzoskeletai buvo naudojami Japonijoje, siekiant padėti žmonėms tęsti darbą senstant.

Tačiau savarankiškai vaikščiojančius robotų skeletus pasiekti yra daug sunkiau, todėl ši naujoji pažanga yra tokia įdomi ir vertinga.