پژوهشگران دانشگاه کارنگی ملون در ایالات متحده یک سامانه جدید برای کمک به انسان با دستگاه‌های رباتیک (که به عنوان اسکلت بیرونی شناخته می‌شود) توسعه دادند. این دستگاه می‌تواند تأثیر گسترده‌ای بر نحوه عملکرد انسان داشته باشد و به راه رفتن افراد ناتوان و معلول کمک کند. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

این دستگاه در نگاه اول شبیه بریس مچ پا به نظر می‌رسد. اما سامانه اسکلت بیرونی «exoskeleton» که توسط گروهی از پژوهشگران دانشگاه کارنگی ملون در پیتسبورگ توسعه یافته است، می‌تواند راه جدیدی برای تعامل انسان و ربات باشد.

گروه پژوهشی به رهبری Juanjuan Zhang، دانشمند کامپیوتر، روش جدیدی را ایجاد کردند که می‌تواند تأثیر گسترده‌ای بر نحوه عملکرد انسان توسط دستگاه‌های مختلف داشته باشد. دستگاه‌هایی شامل آنهایی که به افراد معلول، ناتوان و یا قطع عضو کمک می‌کند.

Zhang گفت: «این روش به نام «انسان در حلقه»، انسان را به کنترل نوعی کمک که از اسکلت بیرونی دریافت می‌کند، وامیدارد». این می‌تواند شامل کمک به افرادی باشد که بتوانند راه خود را طی کنند، و یا به افرادی کمک کند تا سریعتر راه بروند یا انرژی کمتری را مصرف کنند. همچنین می‌توان از اسکلت بیرونی برای کمک به بلند کردن بارهای سنگین بهره برد. یافته‌های این گروه در نشریه Science Thursday منتشر خواهد شد.

ماشین و انسان از یکدیگر می‌آموزند

Zhang که اکنون یک استادیار در دانشگاه نانکی در چین است می‌گوید: «در تئوری این بسیار ساده است. برای اینکه به سمت جلو حرکت کنید به نیروی واکنش زمین برای هل دادن شما به جلو نیاز است. اگر زمین را سخت‌تر هل دهید، زمین نیز شما را سخت‌تر هل می‌دهد». این نوع کمک گشتاور نامیده می‌شود.

استیون کولینز، استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه کارنگی ملون که در زمینه توسعه دستگاه‌های پزشکی مشغول به کار است با گروه Zhang برای توسعه یک الگوریتم و آزمایش انواع مختلف کمک اسکلت بیرونی و دیدن نحوه پاسخ ۱۱ فرد سالم، همکاری می‌کند.

این «الگوریتم بهینه‌سازی» به طور دوره‌ای الگوی کمک خود را تغییر می‌دهد و هزینه‌های متابولیک فرد را ارزیابی می‌کند. مقدار مصرف انرژی توسط اندازه‌گیری تنفس تعیین می‌شود. مصرف انرژی این روش در مقایسه با استفاده از اسکلت بیرونی که بیماران هیچ کنترلی روی آن ندارند، به طور متوسط ​​۲۴ درصد کاهش یافت.

رسیدن به نقطه دلخواه همراهی ماشینی مهارت بسیاری نیاز دارد. برای بیماران دشوار است تا از یک اسکلت بیرونی پوشیدنی استفاده کنند. شاید در ابتدا همانند پوشیدن لباس مرد آهنی، تجربه جالبی باشد اما بدن در مقابل کمک این دستگاه مقاومت می‌کند. Zhang گفت: «مردم سعی می‌کنند با آن مبارزه کنند و احساس امنیت نمی‌کنند. این چیزی است که شما را تحت فشار قرار می‌دهد و شما سعی می‌کنید با آن مبارزه کنید. این یک فرآیند یادگیری ربات و یادگیری انسان است».

آینده

Zhang می‌گوید: نکته کلیدی یافته‌های این پژوهش نه اسکلت بیرونی است و نه حتی الگوریتم ویژه این گروه. اهمیت واقعی در روش کنترل انسانی است که می‌توان آن را برای ارتقا و شخصی‌سازی انواع دستگاه‌هایی که موجب بهبود زندگی مردم می‌شود، استفاده کرد. دستگاه‌هایی همچون پروتزها برای افراد قطع عضو یا اسکلت بیرونی که به افراد معلول کمک می‌کند دوباره راه بروند.

بیشتر بخوانید:

>>توانبخشی فیزیکی با اسکلت بیرونی و واقعیت مجازی

منبع: CBCnews

استفاده و بازنشر این نوشتار تنها با ذکر لینک منبع و نام «مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی» مجاز است.