2023. 03. 14. - 10:15
Boka-szenzitív exocsontvázat alkottak a kutatók
Bokaérzékelő exoskeleton algoritmuson dolgoznak a kutatók a Michigani Egyetemen, mely közvetlen izommérést használ a tempó és a járás változásainak kezelésére.
Érzékelő boka exocsontváz-algoritmust készítettek a Michigani Egyetem kutatói. Az eszköz közvetlen izommérést használ a tempó és a járás változásainak kezelésére. Az algoritmus potenciálisan támogathatja az embert: használatával az egyén könnyedén válthat a gyaloglás és a futás között.
A szakemberek abban bíznak, hogy az algoritmus egy lépéssel közelebb visz bennünket a boka exoskeletonokhoz, amelyek segítenek növelni az állóképességet.
Az algoritmus különösen jól jöhet a kutatóknak olyan exocsontvázak kifejlesztésében, amelyek automatikusan alkalmazkodnak az egyes felhasználókhoz és feladatokhoz, kiküszöbölve vagy jelentősen csökkentve a manuális újrakalibrálás szükségességét az egyes feladatok között.
„Ez a különleges boka-exoskeleton típus használható a korlátozott mozgásképességű emberek járásának fokozására” - mondta Leia Stirling, az U-M ipari és üzemeltetési mérnöki és robotikai docense, valamint a PLOS ONE folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője.
Hozzátette: lehet itt szó egy idősebb felnőttről is, aki normális esetben nem tudna elsétálni a parkba az unokáival. A rendszert viselve azonban extra segítséget kap, amely lehetővé teszi számára, hogy többet megtehessen, mint korábban.
A jelenlegi exoskeletonokat általában egyetlen felhasználóhoz lehet igazítani, aki egyetlen feladatot hajt végre, például egyenes vonalban sétál. A feladatok vagy a felhasználók megváltoztatása hosszadalmas kézi utánállítást igényel.
Az új algoritmus bizonyítottan képes kezelni a különböző járási sebességeket, illetve a járás és a futás közötti változásokat.
Az irányítási algoritmust az különbözteti meg az exocsontvázaknál általában használtaktól, hogy közvetlenül méri, milyen gyorsan tágulnak és húzódnak össze az izomrostok. Ezekkel a mérésekkel határozza meg az izom által munkavégzés közben felhasznált kémiai energia mennyiségét, majd ezt a mérést összehasonlítja egy biológiai modellel, hogy eldöntse a mozgás segítésének legjobb módját.
A jelenlegi módszerek szélesebb mozgásmértékeket használnak a mozgás segítésének meghatározására, így kevésbé pontosak, mint ez a módszer, amely közvetlenül méri az izomfiziológiát.
A Michigani Egyetem kutatói úgy döntöttek, a bokára összpontosítanak, mert kulcsfontosságú szerepet játszik a mobilitásban. A csapat megállapította, hogy a boka izmainak segítése drámai hatást gyakorolhat a gyorsabb és hosszabb ideig tartó járásra.
A kutatók korábban a koronavírus-járvány miatti korlátozások okán nem tudott tesztelni – a munkálatok nagy részét a pandémia alatt végezték -, ezértz a meglévő exoskeleton eszközök és izomdinamika adatait használták az algoritmus szimulálására és tesztelésére.
A tesztelés során a csapat módosításokat hajtott végre, hogy az algoritmus jobban reagáljon a sebesség és a járás változásaira.
A következő lépés mindenképpen az lesz, hogy embereken hajtsanak végre feladatokat. A tesztelés során a csapat ultrahang segítségével valós időben méri az izomrostokat.
L.A.
