نوشته بلاگ

چکمه رباتیک عجیبی برای افزایش سرعت در راه‌رفتن

این چکمه شبیه یک قالب به همراه سیم‌هایی است که پشت پای فرد حرکت می‌کند و می‌تواند سرعت راه رفتن را تا ۱۰ درصد افزایش دهد.

پژوهشگران یک «چکمه» روباتیک اسکلت بیرونی جدید ساخته‌اند که می‌تواند به افراد کمک کند سریع‌تر راه بروند.

این چکمه که شبیه یک قالب به همراه سیم‌هایی است که پشت پای فرد حرکت می‌کند، می‌تواند سرعت راه رفتن را تا ۱۰ درصد افزایش دهد و ۱۷ درصد در مصرف انرژی صرفه‌جویی کند- همانند کنار گذاشتن یک کوله پشتی ۱۰ کیلوگرمی.

این دستگاه با استفاده از موتورهای الکتریکی دقیق زمان‌بندی شده کار می‌کند که می‌توانند هنگام راه رفتن فرد، در مفصل پا گشتاور ایجاد کنند.

برای ساخت این دستگاه به طوری که بتواند به شکلی موثر کار کند، چالش‌هایی وجود داشت: سرعت راه رفتن افراد طی یک روز بسیار متفاوت است و راه رفتن هر فرد- مدلی که هرکسی راه می‌رود- منحصربه‌فرد است؛ از این رو ربات باید بتواند خود را با کاربر وفق دهد و کمک به راه رفتن باید به گونه‌ای محاسبه شود که مختص فرد استفاده‌کننده باشد.

راه رفتن یک فرد ممکن است به قدری منحصربه‌فرد باشد که در واقع بتوان از آن برای شناسایی یک نفر استفاده کرد.

معضلات دیگر هنگام تلاش برای تنظیم نحوه تغییر احتمالی رفتار فرد حین پوشیدن این چکمه به وجود می‌آید که به بهینه‌سازی «انسان در حلقه» معروف است.

انسان در حلقه (HITL) اصطلاحی در «یادگیری ماشینی» است و به مدلی اطلاق می‌شود که به برهم‌کنش انسانی نیاز دارد

پژوهشگران بخش مهندسی مکانیک استنفورد داده‌های فیزیولوژیکی را به عنوان بازخورد جمع‌آوری کردند تا بتوانند بهترین کمک به راه رفتن با چکمه‌ها را پردازش کنند و یک کنترل‌کننده تطبیقی ​​اضافه کردند که به تغییرات نحوه راه رفتن فرد در طول روز پاسخ می‌دهد.

در آینده، این چکمه رباتیک می‌تواند برای کمک به سایر حرکات از جمله بالا رفتن از پله‌ها، جهت‌یابی و پیشروی در زمین‌های  صعب‌العبور سازگار شود. این تحقیق در «نیچر» منتشر شد.

در گذشته از این اسکلت‌های بیرونی چکمه‌های روباتیک برای دستیابی به کارهای شگفت‌انگیزی استفاده شد. یک معلول حرکتی که کنترل هر چهار اندام خود را از دست داده بود، توانست با استفاده از یک اسکلت بیرونی که با ذهنش کنترل می شد، حرکت کند.

خدمتکار آزمایشی ربات این ظرفیت را دارد که استقلال و کیفیت زندگی بیماران را بهبود دهد؛ چنان‌ که این فرد توانست راه برود، با رایانه بازی کند و موارد دیگر. این بیمار ۳۰ ساله که تنها با نام تیبو شناخته می‌شود، آن را همچون احساس «نخستین انسان روی ماه» توصیف کرد.