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Esoscheletri robotici che camminano da soli

Ricercatori che sviluppano esoscheletri robotici che camminano da soli

I ricercatori di robotica dell’Università di Waterloo stanno lavorando a uno dei prossimi grandi sviluppi nel campo della robotica: gli esoscheletri robotici che camminano autonomamente. La nuova tecnologia, che include protesi alle gambe, può pensare e muoversi da sola attraverso l’uso dell’intelligenza artificiale (AI).

I sistemi di nuova concezione si basano su una combinazione di intelligenza artificiale e visione artificiale per imitare il modo in cui le persone camminano osservando l’ambiente circostante e regolando i movimenti.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Faceva parte di una serie più lunga di documenti di ricerca ed è intitolata ” Simulazione della biomeccanica stand-to-sit per esoscheletri robotici e protesi con rigenerazione energetica “.

Brokoslaw Lashowski è un dottorando in ingegneria di progettazione dei sistemi. Attualmente sta guidando il progetto di ricerca ExoNet all’università.

“Stiamo dando una visione agli esoscheletri robotici in modo che possano controllarsi”, ha detto Laschowski.

Nonostante siano già gambe esoscheletriche controllate da motori, non sono ideali dato il controllo manuale richiesto dagli utenti tramite applicazioni per smartphone o joystick.

“Questo può essere scomodo e cognitivamente impegnativo”, ha detto Laschowski. “Ogni volta che vuoi eseguire una nuova attività locomotoria, devi fermarti, estrarre lo smartphone e selezionare la modalità desiderata.”

AI e fotocamere indossabili
Per migliorare questo sistema e superare alcune di queste limitazioni, il team di ricerca ha adattato gli esoscheletri agli utenti e ha utilizzato telecamere indossabili. Hanno anche ottimizzato il software per computer AI in modo che il feed video potesse essere elaborato in modo efficiente e accurato, riconoscendo ostacoli come scale, porte e vari altri aspetti dell’ambiente.

Il team di ricerca ora cercherà di inviare istruzioni ai motori, consentendo agli esoscheletri robotici di diventare ancora più impressionanti. Una volta raggiunto questo obiettivo, saranno in grado di salire le scale ed evitare vari ostacoli. Inoltre, saranno in grado di analizzare il movimento corrente dell’utente, insieme al terreno imminente, al fine di intraprendere le azioni appropriate.

Laschowski è supervisionato da John McPhee, un professore di ingegneria e la cattedra di ricerca canadese in Biomechatronic System Dynamics.

“Il nostro approccio di controllo non richiederebbe necessariamente il pensiero umano”, ha detto Laschowski. “Analogamente alle auto autonome che si guidano da sole, stiamo progettando esoscheletri autonomi e protesi di gambe che camminano da sole”.

Un altro degli obiettivi dei ricercatori è migliorare l’efficienza energetica dei motori per scheletri robotici utilizzando batterie auto-caricate attraverso il movimento umano.

Avanzamento degli esoscheletri
Il nuovo lavoro proveniente dal team di ricerca porta davvero lo sviluppo degli esoscheletri al passaggio successivo. Negli ultimi anni ci sono stati diversi progressi nel campo. Ad esempio, Honda ha annunciato nel 2019 che stavano sviluppando esoscheletri per aumentare la forza umana . Allo stesso tempo, gli esoscheletri venivano utilizzati in Giappone per aiutare le persone a continuare a lavorare con l’avanzare dell’età .

Tuttavia, gli scheletri robotici che camminano da soli sono molto più difficili da ottenere, il che è ciò che rende questo nuovo progresso così eccitante e prezioso.

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