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
Вторник
0
18
Американская бабка надвое сказала: Трампу дожить бы до ноября — а там как получится - «Политика»
Демократы, взяв конгресс, могут дезавуировать все шаги президента навстречу Москве
11:30
Суббота
13
Драпатый пошел ва-банк в Доброполье: Главком ВСУ на прорыв через Анновку бросил даже женские нацбаты - «Военные действия»
В теневом Генштабе противника приказано не сдавать город, но русские солдаты ломают эти планы
11:30
Суббота
28
30 трудных, но важных километров безопасности: Армия РФ расширяет буферную зону - «Военные действия»
На какую глубину надо отодвинуть ВСУ от Белгорода, Брянска и Курска?
11:30
Воскресенье
50
В Ярославской области впервые сбили украинские разведывательные воздушные шары
Происшествия и криминал
11:30
Четверг
0
2
Трасса смерти: 7 человек сгорели заживо. Духи хантов прогневались на строителей дороги, проложенной по старым кладбищам? - «Происшествия»
Страшная трагедия произошла под Тобольском на федеральной трассе, которую давно называют «дорогой смерти»
Похожие новости
