211service.com
Een robot vervangend been stutten zijn spullen
Een gerobotiseerd onderbeen waarmee geamputeerden comfortabeler en natuurlijker kunnen lopen, kan een verschuiving inluiden naar meer geavanceerde elektrische protheses.
Het been wordt ontwikkeld door Robert Gregg , een assistent-professor aan de Universiteit van Texas in Dallas, en zijn studenten. Sensoren en software regelen de beweging en zorgen ervoor dat deze zich snel aanpast aan het looppatroon van de drager om te allen tijde de juiste balans te behouden.
Robotprotheses vereisen meestal actieve controle tijdens de loopcyclus of stap. Het been dat in het laboratorium van Gregg is ontwikkeld, gebruikt een meer passieve benadering. Het besturingsalgoritme bepaalt de positie en beweging van het been met behulp van sensoren en voert vervolgens een enkele berekening uit om te bepalen wanneer kracht moet worden uitgeoefend. Dit maakt het rekenkundig en energiezuinig, en zorgt ook voor een zeer natuurlijke gang, zoals blijkt uit tests door geamputeerde vrijwilligers:
De feedback van de geamputeerde patiënten waarmee we hebben gewerkt, was zeer positief, zegt Gregg. Ze hadden het gevoel dat het prothesebeen hen leek te volgen in plaats van dat zij het been volgden. Ze kunnen starten of stoppen en het been zal reageren; ze kunnen sneller of langzamer gaan, en het been zal daar natuurlijk op reageren.
Terwijl de groep van Gregg de software voor het huidige prototype maakte, werd de hardware ontwikkeld aan de Vanderbilt University. Greggs groep ontwikkelt nu zijn eigen robotledemaat, die volgens hem nog gevoeliger zal zijn voor de beweging van het bovenbeen van de drager. Hij denkt dat de technologie binnen een paar jaar gecommercialiseerd kan worden.
De controle-algoritmen voor het been zijn gebaseerd op het werk van Jessy Grizzle , een professor in robotica aan de Universiteit van Michigan. De wiskunde van Grizzle biedt een efficiëntere en gracieuzere manier om dynamische voortbeweging op twee benen uit te voeren. Hij en anderen gebruiken de aanpak om tweebenige lopende robots te besturen, die veel minder kracht nodig hebben dan andere ontwerpen.
De afgelopen jaren is er aanzienlijke vooruitgang geboekt in de richting van de voortbeweging van robots op poten. Sommige robots, zoals die zijn ontwikkeld door het bedrijf dat eigendom is van Google Boston Dynamics , zijn in staat om dynamisch te bewegen, wat betekent dat ze in balans kunnen blijven tijdens het draven of rennen, zelfs over ruwe, oneffen grond (zie De robots die op deze manier rennen).
Om te voorkomen dat ze omvallen, gebruiken de meeste tweevoetige robots echter nog steeds een principe dat nauwkeurige controle over elke beweging vereist, en vertrouwen ze erop dat een voet op de grond wordt geplant. Dat gaat niet lukken met een prothese, want zo lopen mensen niet, zegt Grizzle.
Locomotie met poten is een belangrijk doel in robotica omdat het machines in staat zal stellen om oneffen of verraderlijk terrein te bestrijken en gebouwen binnen te gaan die zijn ontworpen voor mensen. Maar het is nog steeds een uitdaging om in de echte wereld te doen, zoals blijkt uit veel van de robots die deelnemen aan een wedstrijd die in juni door DARPA in Pomona, Californië wordt georganiseerd (zie Een hindernisbaan kan robot-kind ten goede komen). De robots presteerden opmerkelijke prestaties op het gebied van behendigheid en behendigheid, maar leden ook een aantal gênante valpartijen .
Hoe natuurlijk het prothetische ledemaat van de UT Dallas ook lijkt, het kan nog niet tussen verschillende soorten handelingen bewegen, bijvoorbeeld de overgang van lopen naar het beklimmen van een trap, zonder enige vorm van externe controle. Gregg denkt dat het mogelijk is om een verandering teweeg te brengen zonder een externe controller, door de beweging van de drager te gebruiken. Ik werk daarvoor aan een nieuw idee, zegt hij.