URL



سریع تر راه رفتن با چکمه های آهنین

سریع تر راه رفتن با چکمه های آهنین

کوتاه کننده لینک: چکمه های رباتیک مجهز به هوش مصنوعی که به اصطلاح اسکلت بیرونی نامیده می شوند، برخلاف ظاهر آهنین و سنگین خود می توانند کاری کنند که کاربران سریعتر از همیشه راه بروند.



به گزارش کوتاه کننده لینک به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، گروهی از مهندسان دانشگاه استنفورد یک جفت چکمه منحصر به فرد ساخته اند که می تواند با صرف انرژی و تلاش کمتر، شما را سریع تر راه ببرد.

این چکمه های رباتیک با استفاده از یک قاب فیبر کربنی، یک موتور و یک جفت کفش ساخته شده اند. این چکمه ها در اصل می توانند به حرکت پا در افرادی که گرفتار صدمه های پا یا مشکلات حرکتی هستند، کمک نماید.

موتور این چکمه رباتیک، کابل موجود در آنرا می کشد و پا را خم می کند و هنگامی که فرد برای راه رفتن به زمین فشار می آورد، به نیروی وی می افزاید و به کاربر در سریع تر راه رفتن کمک می نماید.

چندین دستگاه کمکی با طراحی مشابه با این چکمه هوشمند وجود دارد، اما چیزی که این دستگاه را متمایز می کند، نیروی کمکی حداکثری است که عرضه می دهد؛ علاوه بر این، چکمه ها قادر به عرضه کمک های شخصی و سفارشی به هر کاربر به صورت مجزا هستند.

پاتریک اسلید، نویسنده ارشد این مطالعه و پژوهشگر فوق دکتری در دانشگاه استنفورد می گوید: یک پیشرفت در کار ما توسعه یک مدل یادگیری ماشینی بود که از داده های سنسور قابل حمل از اسکلت بیرونی برای تعیین بهترین الگوی کمکی هنگام راه رفتن استفاده می نماید.

وی اضافه کرد: این بسیار مهم می باشد، چونکه هر فردی به صورت متفاوتی راه می رود و برای دریافت حداکثر نیروی کمکی به الگوهای کمکی متفاوتی نیاز دارد.

پژوهشگران می گویند که تاکنون استفاده از اغلب دستگاههای اسکلت بیرونی به تنظیمات آزمایشگاهی محدود می شد و هیچ یک از آنها مزایای واقعی را از کاهش انرژی لازم برای راه رفتن یا افزایش سرعت راه رفتن نشان نداده اند. این به این علت است که طراحی ماهیچه ها، تاندون ها و اسکلت انسان، بسیار تکامل یافته و تخصصی است و حرکت بسیار کارآمدی را برای ما فراهم می کنند. ازاین رو در واقع، کمک به راه رفتن انسان در واقع بسیار دشوار است.

با این حال، این اسکلت بیرونی که اخیرا ساخته شده توانسته است عملکرد بهتر و سریع تر راه رفتن را برای انسان در شرایط دنیای واقعی نشان دهد.

این طرح به اندازه کافی قدرتمند است که معادل ۵۰ تا ۷۵ درصد تلاشی را که ماهیچه ساق پای انسان معمولا در طول راه رفتن انجام می دهد، تأمین کند. علاوه بر این، مهندسان این دستگاه را به سنسورهای قابل حمل برای کمک شخصی و سفارشی مجهز کردند تا بهترین الگوی کمکی را برای هر فرد پیدا کنند.

حسگرها عواملی مانند زاویه مچ پا، سرعت مچ پا و گشتاور کمکی اسکلت بیرونی را هنگام راه رفتن کاربر کنترل می کنند. سپس با استفاده از فناوری یادگیری ماشین، مدل این داده ها را پردازش می کند تا الگویی را که به بهترین وجه با سبک راه رفتن کاربر مطابقت دارد، درک کند و در نهایت تنظیمات دستگاه را بر مبنای آن تنظیم می کند.

این چکمه ها که با باتری کار می کنند، فرد را قادر می سازند تا از تلاش عضلانی کمتری استفاده نماید که منجر به صرفه جویی در انرژی مصرفی و افزایش سرعت راه رفتن می شود. چکمه ها در طول آزمایش در فضای باز که شرکت کنندگان در حین شروع و توقف مسابقات پیاده روی با سرعت های مختلف راه می رفتند، مزایایی معادل برداشتن و راه رفتن با یک کوله پشتی ۱۴ کیلوگرمی داشتند.

علاوه بر این، سرعت راه رفتن کاربران را در مقایسه با کفش های معمولی ۹ درصد افزایش داد.

اسلید اظهار داشت: دستگاه ما با آزمایش های آزمایشگاهی دقیق طراحی شده است و می تواند تقریبا سه برابر بیشتر از دستگاههای قبلی کمک عرضه کند که برای عرضه بیشترین مزایا به کاربر از نظر کاهش انرژی در هنگام راه رفتن و افزایش سرعت راه رفتن ضروریست.

محدودیت ها و پتانسیل چکمه رباتیک

به گفته اسلید و تیمش، مدل چکمه های مبتنی بر داده می تواند همکاری انسان و ربات را در طیف گسترده ای از وظایف همچون کار در کارخانه، کمک در زندگی روزمره، جراحی و غیره بهبود بخشد و بنابراین، این دستگاه پتانسیل بهینه سازی تمام این امور را دارد. واکنش رباتیک به حرکات انسان یکی دیگر از کاربردهای واضح اینست که می تواند افراد مبتلا به اختلالات حرکتی موقت یا دائمی را مستقل تر کند.

این وسیله کمکی حتی می تواند راه رفتن را به یک فعالیت بدنی سبک تر برای افراد مسن تبدیل کند. با این وجود، یافته های مطالعه حاضر بر مبنای آزمایشاتی است که بر روی افراد سالم انجام شده است. این بدان مفهوم است که تحقیقات بیشتری برای تأیید مزایای این اسکلت بیرونی برای انسان به صورت کلی و در شرایط مختلف مورد نیاز است.

الید می گوید: ما برای این مطالعه از افراد جوان و سالم استفاده کردیم تا فواید آنرا ارزیابی کنند. این امر برای ایمنی در ارزیابی یک دستگاه پیش از کار با جمعیت بالینی معمول است. ما حالا آغاز به مطالعه این می نماییم که این دستگاه ها چگونه می توانند بر تحرک افراد مبتلا به بیماری ها و چالش های حرکتی مانند افراد مسن یا بیماری های عضلانی تاثیر بگذارند.

این مطالعه در مجله Nature انتشار یافته است.







منبع:

1401/07/22
14:11:19
5.0 / 5
152
تگهای خبر: آزمایش , ربات , رباتیك , شركت
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان gph در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۹ بعلاوه ۳
کوتاه کننده لینک

کوتاه کننده لینک