Otomatik Pilotlu Dış İskeletler: Giyilebilir Robotik Teknolojinin Geleceği

Otomasyon işleri kolaylaştırır. Ayrıca, refahınızı, önce size, yani kullanıcıya danışmadan anlık aramalar yapmak zorunda olan teknolojinin ellerine teslim ettiğinizde, işleri potansiyel olarak daha da korkutucu hale getirir. Örneğin sürücüsüz bir araba, trafik sıkışıklığını veya yoldan çıkan bisikletliyi fark edebilmeli ve uygun şekilde tepki verebilmelidir. Eğer bunu etkili bir şekilde yapabilirse, ulaşım açısından oyunun kurallarını değiştirir. Eğer bunu başaramazsa sonuçları ölümcül olabilir.

İçindekiler

  • Robotik dış iskeletler için en büyük zorluk
  • Hala prime time'a hazırlanıyoruz

Kanada'daki Waterloo Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tam da bu sorun üzerinde çalışıyorlar; bu sorun yalnızca giyilebilir robot dış giysileri alanına uygulanıyor. Bu takım elbise çeşitleri arasında değişiklik gösterebilir. anımsatan endüstriyel giyilebilir ürünler UzaylılarGüç Yükleyici ile Hareket engelli bireyler için yardımcı giysiler yaş veya fiziksel engellerden kaynaklanan, halihazırda kullanıcılarına yardımcı olmak için büyütme cihazları olarak kullanılıyor. Ancak operasyonlarında tamamen manueldiler. Artık araştırmacılar onlara kendilerine ait bir akıl vermek istiyorlar.

Önerilen Videolar

Bu amaçla Waterloo Üniversitesi araştırmacıları yapay zeka geliştiriyor. Exosuit'lerin çevrelerini algılamasına ve uyum sağlamasına olanak tanıyan bilgisayar görüşü gibi araçlar buna göre hareketler - örneğin merdiven uçuşlarını tespit edip otomatik olarak tırmanabilmek veya farklı yürüme ortamlarına gerçek olarak yanıt verebilmek gibi zaman. Eğer bunu başarırlarsa, bu yardımcı cihazların kullanışlılığı sonsuza dek değişecek. Ancak bunu yapmak kolay değil.

İlgili

  • Yapay zekanın geleceği: Önümüzdeki birkaç yılda dikkat edilmesi gereken 4 büyük şey
  • Sıçrayışlar, sınırlar ve ötesi: Robot çevikliği büyük bir hızla ilerliyor
  • Felçli bir adam, robotik dış iskeletle maraton dünya rekoru kırdı

Robotik dış iskeletler için en büyük zorluk

"Kontrol, genellikle gerçek dünya uygulamaları için robotik dış iskelet geliştirmenin en büyük zorluklarından biri olarak kabul ediliyor." Brokoslaw Laschowski, doktora derecesi Üniversitenin Sistem Tasarımı Mühendisliği bölümündeki aday, Digital Trends'e şunları söyledi: "Güvenli ve sağlam bir çalışma sağlamak için ticari olarak satılan dış iskeletler, kullanıcının lokomotor amacını iletmek için kumanda kolları veya mobil arayüzler gibi manuel kontroller kullanıyor. Giyilebilir kameralar ve yapay zeka kullanarak robotik dış iskeletler için otonom kontrol sistemleri geliştiriyoruz. zeka, insan kontrolü ve karar verme ile ilişkili bilişsel yükü [hafifletmek için]."

Waterloo Üniversitesi: giyilebilir robot dış iskelet kamerası
Waterloo Üniversitesi

Projenin bir parçası olarak ekibin yapay zeka destekli bir çevre sınıflandırma sistemi geliştirmesi gerekiyordu. ExoNet veritabanıİnsan yürüme ortamlarına ilişkin şimdiye kadarki en büyük açık kaynaklı görüntü veri kümesi olduğunu iddia ediyor. Bu, insanların göğüslerine monte edilmiş bir kamera takmaları ve yerel ortamlarda hareketlerini ve hareketlerini kaydederken dolaşmaları yoluyla elde edildi. Daha sonra sinir ağlarını eğitmek için kullanıldı.

Laschowski, "Çevre sınıflandırma sistemimiz derin öğrenmeyi kullanıyor" diye devam etti. "Ancak, yüksek performanslı derin öğrenme algoritmaları hesaplama açısından oldukça pahalı olma eğilimindedir; bu da sınırlı işletim kaynaklarına sahip robotik dış iskeletler için sorunludur. Bu nedenle, ortam sınıflandırması için minimum hesaplama ve bellek depolama gereksinimlerine sahip verimli evrişimsel sinir ağları kullanıyoruz. Bu öğrenme algoritmaları, geleneksel olarak yapıldığı gibi elle tasarlanmış özellikleri kullanmak yerine, optimum görüntü özelliklerini doğrudan eğitim verilerinden otomatik ve verimli bir şekilde öğrenebilir.

John McPheeWaterloo Üniversitesi Sistem Tasarımı Mühendisliği profesörü Digital Trends'e şunları söyledi: "Aslında, durdurma, başlatma, adım atmak için ayağı kaldırma gibi manuel kontrolleri otomatikleştirilmiş kontrollerle değiştiriyoruz. çözüm. Bir benzetme, arabadaki manuel vites değiştirmenin yerini alan otomatik güç aktarma organıdır. Günümüzde çoğu insan otomatik vites kullanıyor çünkü bu daha verimli ve kullanıcı debriyajı ve kolu kullanmak yerine çevresine daha fazla odaklanabiliyor. Benzer şekilde, bir exo için otomatikleştirilmiş üst düzey bir kontrol cihazı, kullanıcıya daha fazla çevre bilinci [biçiminde] yeni fırsatlar sunacaktır."

Araştırmacılar, sürücüsüz araçlarda olduğu gibi, insan kullanıcının ihtiyaç duyulması halinde otomatik kontrol sistemini geçersiz kılma yeteneğine sahip olacağını belirtiyor. Her ne kadar örneğin exosuit'inizin bir uçuş fark edeceğine güvenmek için biraz inanç gerektirse de Merdivenleri indirmeden önce inen kullanıcı, aşağıdaki senaryolarda kontrolü ele alabilir. gerekli.

Hala prime time'a hazırlanıyoruz

Şu anda proje üzerinde çalışılıyor. Laschowski, "Şu anda yapay zeka destekli çevre sınıflandırma sistemimizi optimize etmeye, özellikle sınıflandırma doğruluğunu ve gerçek zamanlı performansı iyileştirmeye odaklanıyoruz" dedi. "Bu teknik mühendislik gelişimi, otonom kontrole sahip robotik dış iskeletlerin kullanıldığı gelecekteki klinik testler için güvenli ve sağlam bir çalışma sağlamak açısından çok önemlidir."

Waterloo Üniversitesi: Giyilebilir robot dış iskeleti kullanımda
Waterloo Üniversitesi

Ancak her şey planlandığı gibi giderse, bu tür algoritmaların ticari olarak temin edilebilen exosuit'lere uygulanmasının çok uzun sürmeyeceği umulmaktadır. Sarcos Robotics gibi yenilikçi şirketler sayesinde halihazırda daha yaygın hale geliyorlar ve giderek daha çeşitli ortamlarda kullanılıyorlar. Ayrıca, giyen kişinin kıyafeti giymediği zamanlarda yapabileceklerinin ötesinde, insan yeteneklerini büyük ölçüde geliştirme yeteneğine de sahipler.

Bazı yönlerden, kabus gibi bir Darth gibi değil, orijinal cyborg kavramını oldukça anımsatıyor. Yarı insan ve yarı makinenin Vader veya RoboCop birleşimi, ancak araştırmacılar Manfred Clynes ve Nathan olarak Kline 1960'larda yazdı, “robot benzeri sorunların otomatik olarak çözüldüğü bir organizasyon sistemi, [insanları] keşfetme, yaratma, düşünme ve hissetme özgürlüğüne bırakıyor.” Hafifçe hippi havasından mahrum (Bu öyleydi 60'lı yıllarda), fikir hala geçerli: Robotların navigasyonla ilgili sıradan sorunları özerk bir şekilde halletmesine izin vererek, insan kullanıcılar daha önemli, ilgi çekici şeylere odaklanabilir. Sonuçta çoğu insanın yürürken bir ayağını diğerinin önüne koymanın inceliklerini bilinçli olarak düşünmesi gerekmiyor. Neden robot dış giysili biri bunu yapmak zorunda olsun ki?

Bu araştırmaya adanan son makale yakın zamanda IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics dergisinde yayınlandı.

Editörlerin Önerileri

  • Otomasyonun geleceği: Robotlar geliyor ancak işinizi elinizden alamayacaklar
  • Giyilebilir bir rehber köpek gibi, bu arkalık kör kişilerin yön bulmasına yardımcı olur
  • StarCraft'ta iyi misiniz? DARPA, askeri robotları sizin beyin dalgalarınızla eğitmek istiyor
  • Delta Airlines, çalışanlarını bu güçlü robotik dış iskeletlerle donatmayı planlıyor
  • Herkes için exosuits: Giyilebilir robotları ana akım haline getiren şirketle tanışın