Дослідники розробляють самостійно ходячі роботизовані екзоскелети

Дослідники з робототехніки в Університеті Ватерлоо працюють над однією з наступних великих розробок у галузі робототехніки: самостійно ходячими роботизованими екзоскелетами. Нова технологія, яка включає протезні ноги, може думати та рухатися самостійно завдяки використанню штучного інтелекту (ШІ).

Нові розроблені системи залежать від комбінації ШІ та комп’ютерного зору для імітації того, як люди ходять, спостерігаючи за навколишнім середовищем та регулюючи рухи.

Дослідження було опубліковано в журналі IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Воно було частиною довшої серії дослідницьких робіт, і nó названо „Симуляція біомеханіки стоячи-сидіння для роботизованих екзоскелетів та протезів з відновленням енергії“.

Брокослав Лашовський – кандидат філософських наук у галузі системного проектування. Вона зараз очолює дослідницький проєкт ExoNet в університеті.

„Ми даємо роботизованим екзоскелетам зір, щоб вони могли контролювати себе“, – сказала Лашовська.

Незважаючи на те, що вже існують екзоскелетні ноги, які контролюються двигунами, вони не ідеальні через необхідне ручне керування користувачами через програми на смартфонах або джойстики.

„Це може бути незручним і когнітивно вимагаючим“, – сказала Лашовська. „Кожного разу, коли ви хочете виконати нову локомоторну діяльність, вам потрібно зупинитися, витягнути свій смартфон і вибрати бажаний режим“.

ШІ та носимі камери

Для поліпшення цієї системи та подолання деяких обмежень дослідницька команда оснастила екзоскелети носимими камерами та оптимізувала програмне забезпечення ШІ, щоб відеопотік міг бути оброблений ефективно та точно, визнаючи перешкоди, такі як сходи, двері та інші аспекти середовища.

Дослідницька команда тепер планує надсилати інструкції двигунам, щоб зробити роботизовані екзоскелети ще більш вражаючими. Як тільки це буде досягнуто, вони зможуть підніматися по сходах та уникати різних перешкод. Крім того, вони зможуть аналізувати поточний рух користувача та майбутню місцевість, щоб вчинити відповідні дії.

Лашовську супроводжує Джон Макфі, професор інженерії та голова канадських досліджень у галузі біомехатронних систем.

„Наш підхід до керування не потребував би людської думки“, – сказала Лашовська. „Аналогічно автономним автомобілям, які рухаються самостійно, ми проектуємо автономні екзоскелети та протезні ноги, які ходять самостійно“.

Іншою з цілей дослідників є поліпшення енергоефективності двигунів для роботизованих скелетів за допомогою самозарядних батарей через рух людини.

Розширення екзоскелетів

Нова робота дослідницької команди справді переводить розвиток екзоскелетів на наступний рівень. За останні кілька років відбулися різні досягнення в цій галузі. Наприклад, Honda оголосила в 2019 році, що вони розробляють екзоскелети для посилення людської сили. Водночас екзоскелети використовувалися в Японії, щоб допомогти людям продовжувати працювати, коли вони старіють.

Однак, самостійно ходячі роботизовані скелети значно складніше досягнути, що робить це нове досягнення таким цікавим та цінним.