362
Екзоскелет навчили швидко підлаштовуватися під конкретну людину
— Казна та Політика
Дослідники розробили екзоскелет та програмне забезпечення для нього, яке підлаштовує руху пристрою під конкретну людину. На відміну від аналогічних систем, новому екзоскелету потрібно трохи більше 20 хвилин на адаптацію до користувача, після чого його енергетичні витрати на ходіння знижуються на 17 відсотків, повідомляється в журналі Science Robotics.
Багато екзоскелетів призначені для підвищення сили людини, наприклад, для підняття дуже важких вантажів. Частина інженерів розробляють екзоскелети іншого типу, які не збільшують характеристики людини, але полегшують виконання регулярних рухів, у тому числі і ходіння. Такі розробки вже існують, але майже всі з них мають усереднену конструкцію, не оптимізовану для конкретних людей, а ті, які все ж таки підлаштовуються під користувача, вимагають тривалого калібрування.
Інженери під керівництвом Конора Волша (Conor Walsh) з Гарвардського університету розробили більш досконалий алгоритм для екзоскелету, який вміє швидко адаптуватися під конкретного користувача. Сам екзоскелет складається з трьох основних частин: верхньої, що закріплюється на талії, і двох нижніх, закріплених на стегнах. Вони з’єднані тросами, приєднаними до зовнішнього апарату, який може тягнути трос і тим самим допомагати руху стегна при ходьбі.
Для швидкого визначення найкращого режиму роботи екзоскелету дослідники обрали метод байєсівської оптимізації, що дозволяє легко знаходити мінімум для функції з невеликим набором даних. Процес калібрування екзоскелету відбувається наступним чином. Користувач йде по біговій доріжці з надітим екзоскелетом і датчиком інтенсивності дихання. Під час кожного кроку екзоскелет тягне стегно, керуючись двома параметрами: часом пікової сили і часом припинення роботи. Отримуючи дані про енергетичні витрати організму за інтенсивністю дихання, алгоритм після кожного кроку дещо змінює параметри роботи екзоскелету, розраховуючи таким чином знизити навантаження.
Розробники перевірили ефективність екзоскелету і алгоритму, провівши тести на восьми добровольцях. Випробування показали, що екзоскелет знижує енерговитрати організму при ходінні в середньому на 17,4 відсотка. При цьому алгоритму було потрібно в середньому 21,4 хвилини на оптимізацію під конкретного учасника.
За матеріалами: N+1
Поділитися новиною
