Exosuits может показаться материалом аниме и фильмов супергероев, но технология фактически используется для того, чтобы помочь тем, кому может понадобиться толчок для повседневной жизни.
Эти пригодные для ношения технологии подходят для тела, как правило, для ног, подобно высокотехнологичному гидрокостюму. Exosuits предназначен для обеспечения поддерживающей силы различным точкам ноги, когда это необходимо, что помогает пользователю ходить легче и естественнее.
Теперь новые исследования из Гарвардского университета, опубликованные в Science Robotics, показывают, что exosuits может адаптироваться к своим пользователям в режиме реального времени, что объясняет незначительные изменения в походке по мере того, как пользователь ходит.
Чтобы принести максимальную пользу, эти пригодные для ношения технологии должны быть полностью синхронизированы с уникальной физиологией и движением пользователя. Это сложно, потому что у каждого человека есть уникальная походка, которая зависит от их анатомии, возраста, наличия травм или болезней и даже личности. Дизайн и программирование exosuit могут работать безупречно для одного человека, но фактически препятствуют движению в другом.
Создание адаптируемого экзокостюма, отвечающего вариациям походки и движения, является лучшим способом взаимодействия с широкими кругом человеческих тел, с которыми неизбежно сталкиваются такие технологии.
Задача с современными методами оптимизации заключается в том, что они занимают много времени и наблюдений для создания. Субъекту нужно будет многократно ходить, чтобы установить приблизительное приближение их шаблонов движения, которое даже тогда не учитывало бы изменения, которые могут возникать по ходу движения пользователя.
То, что делает новый костюм, быстро адаптируется к движениям пользователя. Это важно, потому что люди на самом деле делают крошечные корректировки своей походки во время ходьбы, чтобы максимизировать эффективность. Измеряя эти изменения, исследователи смогли создать профили для каждого пользователя, которые рассказывали экзокостюму, когда и где дать им толчок.
Экзокостюм, с которым работали исследователи, плотно прилегает к талии и бедрам, а также помогает оптимизировать растяжение бедер при ходьбе. Это более тонкая технология, чем полная роботизированная нога, но цель здесь — эффективность, а не сила.
Восемь взрослых мужчин бегали на беговой дорожке, нося костюм, пока компьютер контролировал их движения. Исследователи рассматривают это как модель оптимизации «человек-в-петле», поскольку она зависит от постоянного вклада пользователей в уточнение его расчетов. Алгоритм оптимизации обновил, как костюм применял силу после каждого цикла, постепенно блокируя идеальные движения для каждого предмета. Примерно через 20 циклов компьютер создал персонализированные «профили» для каждого участника.
Все эти исследования и математика хороши, но в чем смысл? По словам исследователей, оптимизированные экзокостюмы сократили потребление энергии у пользователей в среднем на 17,4% по сравнению с ходьбой без костюма — на 60% больше по сравнению с существующими экзоусилителями.
Свежие комментарии