Исследователи разрабатывают самоходные роботизированные экзоскелеты

Исследователи в области робототехники в Университете Ватерлоо работают над одним из следующих крупных разработок в области робототехники: самоходные роботизированные экзоскелеты. Новая технология, которая включает протезные ноги, может думать и двигаться самостоятельно с помощью искусственного интеллекта (ИИ).

Недавно разработанные системы полагаются на сочетание ИИ и компьютерного зрения, чтобы имитировать то, как люди ходят, наблюдая за окружающей средой и корректируя движения.

Исследование было опубликовано в журнале IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Оно было частью более длинной серии исследовательских работ и озаглавлено “Simulation of Stand-to-Sit Biomechanics for Robotic Exoskeletons and Prostheses with Energy Regeneration”.

Брокослав Лашовски – аспирант по системному проектированию. В настоящее время она руководит исследовательским проектом ExoNet в университете.

“Мы даем роботизированным экзоскелетам зрение, чтобы они могли контролировать себя”, – сказала Лашовски.

Несмотря на то, что уже существуют экзоскелеты, управляемые моторами, они не идеальны, поскольку требуют ручного управления пользователями через приложения для смартфонов или джойстики.

“Это может быть неудобно и требует значительных умственных усилий”, – сказала Лашовски. “Каждый раз, когда вы хотите выполнить новое локомоторное действие, вам нужно остановиться, вынуть смартфон и выбрать желаемый режим.”

ИИ и носимые камеры

Чтобы улучшить эту систему и преодолеть некоторые из этих ограничений, исследовательская группа оснастила экзоскелеты носимыми камерами и оптимизировала программное обеспечение ИИ, чтобы видеопоток мог быть обработан эффективно и точно, распознавая препятствия, такие как лестницы, двери и различные другие аспекты окружающей среды.

Исследовательская группа теперь намерена отправлять инструкции моторам, чтобы роботизированные экзоскелеты стали еще более впечатляющими. Как только это будет достигнуто, они смогут подниматься по лестницам и избегать различных препятствий. Кроме того, они смогут анализировать текущее движение пользователя, а также предстоящий рельеф, чтобы предпринимать соответствующие действия.

Лашовски работает под руководством Джона Макфи, профессора инженерии и канадского исследовательского стула по биомехатронным системам.

“Наш подход к контролю не обязательно требует человеческой мысли”, – сказала Лашовски. “Аналогично автономным автомобилям, которые ездят сами по себе, мы разрабатываем автономные экзоскелеты и протезные ноги, которые ходят сами по себе.”

Одной из целей исследователей также является улучшение энергетической эффективности моторов для роботизированных скелетов с помощью само-заряжаемых батарей через движение человека.

Развитие экзоскелетов

Новая работа исследовательской группы действительно переводит разработку экзоскелетов на следующий уровень. За последние несколько лет в этой области были различные достижения. Например, Honda объявила в 2019 году, что они разрабатывают экзоскелеты для усиления человеческой силы. В то же время экзоскелеты использовались в Японии, чтобы помочь людям продолжать работать по мере старения.

Однако самоходные роботизированные скелеты гораздо более сложны для достижения, что делает это новое достижение таким волнующим и ценным.