Studiuesit zhvillojnë një qasje të re për asistencën e kostumit robotik

Hulumtuesit në Shkollën e Inxhinierisë dhe Shkencave të Aplikuara në Harvard John A. Paulson kanë zhvilluar një qasje të re për asistencën robotike për veshjet e jashtme. Ndihmon për të kapërcyer një sfidë të madhe në hartimin e robotikëve të veshur që mund të përdoren për të ndihmuar ecjen në kushte të botës reale. 

Platformat e sotme të asistencës robotike të personalizueshme kërkojnë shumë akordim manual ose automatik për të ndihmuar individët, gjë që mund të jetë e vështirë për pacientët. 

Qasja e re mbështetet në ndihmën e kostumit robotik që kalibrohet për një individ dhe përshtatet me detyra të ndryshme të ecjes në botën reale në vetëm sekonda. Sistemi i frymëzuar nga bio përdor matje me ultratinguj të dinamikës së muskujve, gjë që mundëson që ai të jetë i personalizuar dhe specifik për aktivitetin për përdoruesit.

Robert D. Howe është një profesor i inxhinierisë Abbott dhe James Lawrence dhe bashkëautor i punimit, i cili u botua në Shkenca Robotikë. 

"Qasja jonë e bazuar në muskuj mundëson gjenerimin relativisht të shpejtë të profileve të asistencës të individualizuara që ofrojnë përfitime reale për personin që ecën," tha Howe.

Sistemet e mëparshme të frymëzuara nga Bio kundër Qasjes së Re

Sistemet e mëparshme të frymëzuara nga bio janë fokusuar në lëvizjet dinamike të gjymtyrëve dhe atyre që i veshin, por studiuesit shikuan jashtë kësaj. 

Richard Nuckols është një bashkëpunëtor kërkimor postdoktoral në SEAS dhe bashkëautori i parë i punimit. 

"Ne përdorëm ultratinguj për të parë nën lëkurë dhe matëm drejtpërdrejt se çfarë po bënin muskujt e përdoruesit gjatë disa detyrave në ecje," tha Nuckols. “Muskujt dhe tendinat tanë kanë përputhje që do të thotë se nuk ka domosdoshmërisht një hartë të drejtpërdrejtë midis lëvizjes së gjymtyrëve dhe asaj të muskujve themelorë që drejtojnë lëvizjen e tyre.”

Ekipi hulumtues bashkoi një sistem portativ ultratingulli në viçat e pjesëmarrësve përpara se të imazhonte muskujt e tyre ndërsa ata kryenin detyra të ndryshme ecjeje. 

Krithika Swaminathan është një studente e diplomuar në SEAS dhe në Shkollën e diplomuar të Arteve dhe Shkencave (GSAS) dhe bashkëautorja e parë e studimit. 

“Nga këto imazhe të para-regjistruara, ne vlerësuam forcën ndihmëse që do të aplikohej paralelisht me muskujt e viçit për të kompensuar punën shtesë që duhet të kryejnë gjatë fazës së shtytjes së ciklit të ecjes,” tha Swaminathan.

Kapja e profilit të muskujve

Sistemi kërkon vetëm disa sekonda ecje për të kapur profilin e muskujve dhe për secilin prej profileve, studiuesit matën se sa energji metabolike përdori personi gjatë ecjes me dhe pa kostumin e jashtëm. 

Ekipi zbuloi se energjia metabolike e ecjes në një sërë shpejtësish dhe pjerrësish u reduktua ndjeshëm me ndihmën e bazuar në muskuj. Ata zbuluan gjithashtu se një forcë më e ulët ndihmëse kërkohej për të arritur të njëjtin përfitim ose përmirësim të energjisë metabolike në krahasim me studimet e mëparshme. 

Sangjun Lee është një student i diplomuar në SEAS dhe GSAS dhe bashkëautori i parë i studimit. 

“Duke matur drejtpërdrejt muskujt, ne mund të punojmë më intuitivisht me personin që përdor kostumin e jashtëm”, tha Lee. "Me këtë qasje, kostumi i jashtëm nuk po e mposht mbajtësin, por po punon në bashkëpunim me ta."

Në situata të botës reale, veshjet e jashtme demonstruan një aftësi për t'u përshtatur shpejt me ndryshimet në shpejtësinë dhe pjerrësinë e ecjes. Ekipi tani do të kërkojë të testojë sistemin me rregullime në kohë reale.

"Kjo qasje mund të ndihmojë në mbështetjen e adoptimit të robotikës së veshur në situata dinamike të botës reale duke mundësuar ndihmë komode, të përshtatur dhe adaptive," tha Walsh.