Исследователи разработали экзоскелет и программное обеспечение для него, которое подстраивает движения устройства под конкретного человека. В отличие от аналогичных систем, новому экзоскелету требуется чуть более 20 минут на адаптацию к пользователю, после чего его энергетические затраты на ходьбу снижаются на 17 процентов, сообщается в журнале Science Robotics.
Многие экзоскелеты предназначены для повышения силы человека, к примеру, для поднятия очень тяжелых грузов. Часть инженеров разрабатывают экзоскелеты другого типа, которые не увеличивают характеристики человека, но облегчают выполнение регулярных движений, в том числе и ходьбы. Такие разработки уже существуют, но почти все из них имеют усредненную конструкцию, не оптимизированную для конкретных людей, а те, которые все же подстраиваются под пользователя, требуют долгой калибровки.
Инженеры под руководством Конора Уолша (Conor Walsh) из Гарвардского университета разработали более совершенный алгоритм для экзоскелета, который умеет быстро адаптироваться под конкретного пользователя. Сам экзоскелет состоит из трех основных частей: верхней, закрепляемой на талии, и двух нижних, закрепляемых на бедрах. Они соединены тросами, присоединенными к внешнему аппарату, который может тянуть трос и тем самым помогать движению бедра при ходьбе.
Для быстрого определения наилучшего режима работы экзоскелета исследователи выбрали метод байесовской оптимизации, позволяющий легко находить минимум для функции с небольшим набором данных. Процесс калибровки экзоскелета происходит следующим образом. Пользователь идет по беговой дорожке с надетым экзоскелетом и датчиком интенсивности дыхания. Во время каждого шага экзоскелет тянет бедро, руководствуясь двумя параметрами: временем пиковой силы и временем прекращения работы. Получая данные об энергетических затратах организма из интенсивности дыхания, алгоритм после каждого шага немного изменяет параметры работы экзоскелета, рассчитывая таким образом снизить нагрузку.
Разработчики проверили эффективность экзоскелета и алгоритма, проведя тесты на восьми добровольцах. Испытания показали, что экзоскелет снижает энергозатраты организма при ходьбе в среднем на 17,4 процента. При этом алгоритму потребовалось в среднем 21,4 минуты на оптимизацию под конкретного участника.
11:30
Понедельник
0
11
Государство потрошит олигархов: процесс «набрал существенные обороты» - «Экономика»
До чиновников наконец дошло, что для развития страны нужна более широкая рентная база
11:30
Вторник
4
Крутой министр: Кому из спортсменов запрещать въезд в страну — точно не Дегтяреву решать - «Спорт»
Нынешний глава Минспорта грозит не пускать в Россию атлетов, сменивших гражданство, бывший глава
11:30
Вторник
6
Милан остался без презервативов: Олимпиада провалила промежуточный финиш в День святого Валентина - «Спорт»
«Я был в шоке» — признался мексиканский фигурист
11:30
Четверг
10
Детские обиды ломают жизнь даже у взрослых мужчин - «Здоровье»
Происшествия и криминал
11:30
Среда
0
3
Взрыв в комендатуре: «Земля содрогнулась. Думали, это на полигоне что-то произошло, оказалось — хуже, в городе» - «Происшествия»
В Сертолово разнесло часть здания, где находилась военная полиция, погибли люди
Похожие новости
