211service.com
Et udskiftningsben af robot støtter sine ting
Et robotunderben, der lader amputerede gå mere komfortabelt og naturligt kan varsle et skift i retning af mere sofistikerede drevne proteser.
Benet udvikles af Robert Gregg , en assisterende professor ved University of Texas i Dallas, og hans studerende. Sensorer og software styrer dens bevægelse og sikrer, at den hurtigt tilpasser sig brugerens gang for at opretholde den rette balance til enhver tid.
Robotproteser kræver normalt aktiv kontrol gennem hele gangcyklussen eller skridtet. Benet udviklet i Greggs laboratorium bruger en mere passiv tilgang. Dens kontrolalgoritme bestemmer benets position og bevægelse ved hjælp af sensorer og udfører derefter en enkelt beregning for at bestemme, hvornår kraft skal påføres. Dette gør det beregningsmæssigt og energieffektivt og giver også en meget naturlig gangart, som test udført af amputerede frivillige viser:
Tilbagemeldingerne fra de amputerede patienter, vi har arbejdet med, har været meget positive, siger Gregg. De følte, at benprotesen så ud til at følge dem i stedet for, at de fulgte benet. De kan starte eller stoppe, og benet vil reagere; de kan gå hurtigere eller langsommere, og benet vil reagere naturligt på det.
Mens Greggs gruppe skabte softwaren til den nuværende prototype, blev hardwaren udviklet på Vanderbilt University. Greggs gruppe er nu ved at udvikle sit eget robotlem, som han siger vil være endnu mere følsomt over for bevægelsen af bærerens overben. Han mener, at teknologien kan kommercialiseres inden for få år.
Kontrolalgoritmerne for benet er baseret på arbejde udført af Jessy Grizzle , professor i robotteknologi ved University of Michigan. Grizzles matematik giver en mere effektiv og yndefuld måde at udføre dynamisk bevægelse på to ben. Han og andre bruger metoden til at kontrollere to-benede gårobotter, som kræver langt mindre kraft end andre designs.
Der er gjort betydelige fremskridt i retning af robotbevægelse med ben i de seneste år. Nogle robotter, såsom dem, der er udviklet af det Google-ejede firma Boston Dynamics , er i stand til at bevæge sig dynamisk, hvilket betyder, at de kan forblive afbalancerede, mens de traver eller løber selv over ru, ujævnt underlag (se Robotterne, der løber denne vej).
For at undgå at vælte bruger de fleste tobenede robotter ofte stadig et princip, der kræver præcis kontrol over hver bevægelse, og er afhængige af, at en fod bliver plantet på jorden. Det kommer ikke til at fungere med en protese, for det er ikke sådan, folk går, siger Grizzle.
Bevægelse med ben er et vigtigt mål inden for robotteknologi, fordi det vil gøre det muligt for maskiner at dække ujævnt eller forræderisk terræn og komme ind i bygninger designet til mennesker. Men det er stadig udfordrende at gøre i den virkelige verden, som vist af mange af robotterne, der deltager i en konkurrence arrangeret af DARPA i Pomona, Californien, i juni (se En forhindringsbane kan gavne Robot-Kind). Robotterne udførte bemærkelsesværdige bedrifter af smidighed og fingerfærdighed, men led også en række af pinlige fald .
Så naturligt som UT Dallas-proteselemmet virker, kan det endnu ikke bevæge sig mellem forskellige typer handlinger – for eksempel overgangen fra at gå til at klatre på et sæt trapper – uden en form for ekstern kontrol. Gregg mener, at det kan være muligt at udløse en ændring uden en ekstern controller ved at bruge bærerens bevægelse. Jeg arbejder på en ny idé til det, siger han.