Roboty do noszenia na ciele to programowalne urządzenia, czy też egzoszkielety, zaprojektowane w taki sposób, aby współdziałać mechanicznie z użytkownikiem. Ich zadanie polega na wsparciu, a nawet zastąpieniu funkcji motorycznej osób mających poważne trudności z poruszaniem się lub chodzeniem.
Projekt BIOMOT, zakończony we wrześniu 2016 r., wniósł wkład w rozwój tej powstającej dziedziny, pokazując że możliwe jest efektywne sterowanie egzoszkieletami za pomocą spersonalizowanych modeli komputerowych ludzkiego ciała. Partnerzy zidentyfikowali sposoby na osiągnięcie większej elastyczności i autonomiczności, co może wesprzeć zastosowanie robotów do noszenia na ciele jako sprzęt do wspomagania mobilności i rehabilitacji.
„Coraz więcej naukowców zajmujących się neurorehabilitacją interesuje się potencjałem technologii robotycznych pod kątem rehabilitacji klinicznej w następstwie chorób neurologicznych” – wyjaśnia koordynator projektu BIOMOT, dr Juan Moreno z Hiszpańskiej Rady Badań Naukowych (CSIC). „Jednym z powodów jest możliwość optymalizacji tych systemów, aby zapewniać zróżnicowane zabiegi terapeutyczne w określonych punktach rehabilitacji lub opieki”.
Jednakże wiele czynników ogranicza powszechne przyjęcie się na rynku robotów do noszenia na ciele. Moreno wraz z zespołem ustalił, że istnieje zapotrzebowanie na bardziej kompaktowy i lżejszy sprzęt do noszenia, który będzie w stanie lepiej przewidywać i wykrywać zamierzone ruchy użytkownika. Ponadto roboty muszą stać się bardziej uniwersalne i adaptacyjne, aby pomagać ludziom w najprzeróżniejszych sytuacjach: na przykład chodzenie po nierównej powierzchni czy zbliżanie się do przeszkody.
Aby odpowiedzieć na to zapotrzebowanie, partnerzy projektu zaprojektowali roboty adaptujące się w czasie rzeczywistym i elastyczne, zwiększając symbiozę między robotem a użytkownikiem za pośrednictwem dynamicznych interakcji sensomotorycznych. Przyjęcie hierarchicznego podejścia do tych interakcji umożliwiło zespołowi zastosowanie różnych warstw do różnych celów. To oznacza tak naprawdę, że egzoszkielet można personalizować pod kątem indywidualnego użytkownika.
„Dzięki tym ramom egzoszkielet BIOMOT może polegać na pomiarach mechanicznych i bioelektrycznych, aby dostosowywać się do zmiany użytkownika lub warunków wykonywania zadania” – stwierdza Moreno. „To przekłada się na udoskonalone interwencje robotyczne”.
Po zakończeniu prac teoretycznych i praktycznych, zespół przetestował prototypowe egzoszkielety z udziałem ochotników. Kluczowym wyzwaniem technicznym było połączenie solidnej i otwartej architektury z nowatorskim systemem robotycznym do noszenia na ciele, który jest w stanie gromadzić sygnały z aktywności człowieka. „Niemniej udało nam się po raz pierwszy przestudiować potencjał automatycznej regulacji interakcji człowiek-robot, aby zwiększyć przystosowanie się użytkownika do zadania motorycznego” – zauważa Moreno. „Wyniki badań prowadzonych z udziałem zdrowych osób są na tyle pozytywne i obiecujące, że zamierzamy kontynuować walidację z udziałem chorych po udarze i urazie rdzenia kręgowego”.
Moreno jest przekonany, że sukces projektu może otworzyć nowe perspektywy badawcze. Wyniki pomogą na przykład naukowcom w opracowywaniu modeli obliczeniowych na potrzeby terapii rehabilitacyjnych i bardziej szczegółowym poznaniu ruchu człowieka.
„W ramach projektu zdefiniowaliśmy także nowe techniki przeprowadzania ewaluacji i testów porównawczych sprawności egzoszkieletów” – stwierdził Moreno. „Członkowie konsorcjum planują kolejne, innowacyjne projekty, aby kontynuować prowadzone badania i wykorzystać osiągnięcia w przychwytywania ruchu człowieka, interakcji człowiek-maszyna i sterowaniu adaptacyjnym”.
Więcej informacji:
witryna projektu
poleca:
