רגל בקוד פתוח: המסע ליצור איבר ביוני עשה זאת בעצמך

אם היית רוצה לעבור מרחק גדול ולרשותך את הספרינטרים הטובים בעולם, האם היית נותן להם לרוץ אחד נגד השני או לעבוד יחד בשליחות? זו, בעצם, הבעיה אליוט רוז, מהנדס ביו-רפואי ומנהל המעבדה לנוירוביוניקה באוניברסיטת מישיגן, אן ארבור, מתמודד איתה במשך כמה שנים טובות.

רוזה, מהנדסת, היא אחת מני רבות הפועלות לפיתוח מערכת בקרה לרגליים ביוניות, גפיים מלאכותיות המשתמשים באותות שונים מהלובש כדי לפעול ולנוע כמו איברים ביולוגיים.

"כנראה האתגר הגדול ביותר ביצירת רגל רובוטית הוא הבקר המעורב, שאומר להם מה לעשות", אמר רוז ל-Digital Trends. "בכל פעם שהלובש עושה צעד, צריך להתחיל צעד. וכשהם מחליפים, הרגל צריכה לדעת שהפעילות שלהם השתנתה ולנוע כדי להתאים לפעילות אחרת. אם הוא עושה טעות, האדם עלול להיפצע מאוד מאוד - אולי ליפול במורד כמה מדרגות, למשל. ישנם אנשים מוכשרים ברחבי העולם הלומדים את אתגרי השליטה הללו. הם משקיעים שנים מזמנם ומאות אלפי דולרים בבניית רגל רובוטית. זה המצב מאז שהתחום הזה התחיל".

קידום שיתוף פעולה

רק, לפי רוזה, זו מערכת שבורה. זה מובן שחברות היי-טק מתחרות שוקעות בסודיות כשהן מפתחות את הבא ביג דבר שהם מקווים ימכור ג'יליון יחידות ויוסיף עוד כמה מאות מיליארדי דולרים או יותר לשוק שלהם כובע. אבל זה פחות מובן כשמכוני מחקר מבזבזים מוחות מבריקים בכך שהם גורמים להם לפתור את אותן בעיות שגם אוניברסיטאות אחרות פותרות. לעזאזל, אפילו אויבים מושבעים פעם אפל וגוגל לעבוד יחד כאשר ההימור גבוה מספיק.

"המערכת האקדמית לא טובה במיוחד בטיפוח מחקר שיתופי", הודתה רוז. "כפרופסור, יש לי עבודה לעשות שבה אני נמדד על דברים מסוימים כמו מימון פדרלי, מענקים שמתפרסמים וסטודנטים שאני מנחה. אם מסתכלים על האופן שבו המערכת האקדמית מבססת את הרף עבור סגל במעבדות מחקר, שיתוף הפעולה הוא [בעצם סוג של] מודגש.

כשזה מגיע למערכות בקרה לגפיים ביוניות, הבעיה היא שבכדי אפילו להיות מסוגל להתחיל בפיתוח מערכות בקרה, מעבדות מחקר בודדות ברחבי העולם צריכות תחילה לבנות את הבסיס חוּמרָה. אם לחזור לאנלוגיה המוקדמת יותר, זה יותר גרוע מאשר, נניח, אפל וסמסונג מפתחות סמארטפונים מתחרים בסודיות; זה יהיה יותר כמו שאפל וסמסונג יצטרכו לבנות מערכות הפעלה מחשב משלהן מאפס לפני שמתחילים לעצב את הדור הבא שלהן סמארטפון.

זה המקום שבו הפרויקט של רוזה, ה רגל קוד פתוח, נכנס לפעולה. כפי שהחוקרים מאחוריו מסבירים בדף אינטרנט ייעודי: "מטרת העל של הפרויקט הזה היא לאחד בין מחקר שדה מפוצל בתכנון חומרה תותבת, בקרת תותבות וביומכניקה של קטועי רגליים נעשה כיום ב ממגורות. כל חוקר מפתח מערכת רגליים רובוטית משלו שעליה לבדוק את אסטרטגיות השליטה או ההשערות הביומכניות שלו. זה עשוי להצליח בטווח הקצר מכיוון שכל חוקר מפיק פרסומים ומקדם ידע. עם זאת, בטווח הארוך, גישת מחקר מקוטעת זו מונעת מתוצאות להשפיע על חייהם של אנשים עם מוגבלויות - ששיאו בכישלון כולל של התחום להשפיע באמת על כך הניע את זה."

הנה מגיעה הרגל הביונית

רגל הקוד הפתוח היא, כפי ששמה מרמז, רגל ביונית בקוד פתוח שיכולה להפוך למערכת החומרה הנפוצה בכל מקום להקלת הצמיחה בתחום בקרת התותבות. העיצוב פשוט (כלומר מורכב בקלות), נייד (קל משקל ומופעל על ידי סוללות משולבות), חסכוני (זה עולה בין $10,000 ל-$25,000, בהשוואה ל-$100,000 פלוס התותבות המופעלות בזמינות מסחרית), ניתנות להרחבה ו ניתן להתאמה אישית. הוראות מפורטות זמינות באינטרנט לביצוע, ורוזה ועמיתיו אפילו יבנו אותן וישלחו אותן לחוקרים כאשר לא ניתן ליצור אחת בעצמם.

תוך כדי כך מבקש הפרויקט להשיג שלוש מטרות. הראשון שבהם הוא לזהות עיצוב אלקטרומכני שיכול לשמש למערכות ברכיים וקרסול רובוטיות בעלות נמוכה וביצועים גבוהים בקוד פתוח. שנית, להבין כיצד ניתן לשלב אסטרטגיות נפרדות של שליטה בתותבת על מנת להועיל להליכה קטוע רגל. לבסוף, פרויקט ה-Open-Source Leg רוצה לאמת את מערכת הקוד הפתוח המוצעת שלו ככלי למחקר על בקרת תותבות. אם ניתן יהיה לעמוד ביעדי המחקר הללו, זה יכול להתברר כמחליף המשחקים שיוצריו מקווים שזה יהיה.

"בחיי, אנחנו הולכים לראות גפיים ביוניות שיכולות להשתמש במידע עצבי, או ברמת העצב הקורטיקלי או ההיקפי, כדי לספר לנו תנועה גסה", אמרה רוז. "זה ייתן לנו שליטה ללא צורך בחיישנים על הסיפון." המהפכה הזו, אמר, כבר מתרחשת. בעוד שתנועה זריזה של גרגר עדינה עשויה להימשך זמן רב יותר מזה, זה לא בהכרח חלום מדע בדיוני שרחוק הרבה תקופות חיים מלהתרחש.

ואם אנשים יכולים להבין איך לעבוד ביחד, זה יכול להיות כאן הרבה יותר מהר.

המלצות עורכים

• איך הדפסת תלת מימד שינתה את עולם הגפיים התותבות לנצח