佐治亞理工開發(fā)通用機(jī)器人外骨骼控制技術(shù)

正在初創(chuàng)階段的美國喬治亞理工學(xué)院研制出了一套有效且廣泛適用的機(jī)器人外骨骼控制方案。這套方案能夠自適應(yīng)適應(yīng)對(duì)用戶，無需經(jīng)過特殊培訓(xùn)或者精準(zhǔn)調(diào)校。只需為復(fù)雜算法作出細(xì)微的調(diào)整，用戶僅需穿上這款外骨骼裝備便能直接進(jìn)行戶外行走。這項(xiàng)研究成果于 3 月 20 日正式刊登在《科學(xué)·機(jī)器人》雜志。

這個(gè)全新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要依靠深度學(xué)習(xí)來快速，準(zhǔn)確且靈活地保護(hù)人類。如今已經(jīng)證實(shí)，這種外骨骼裝備能夠流暢地適應(yīng)各種室外行走、站立以及攀爬樓梯或斜坡等操作能力。

相較于以往，大多數(shù)研究都專注于單個(gè)活動(dòng)項(xiàng)目，如平坦道路行走或樓梯攀爬，所采用的算法通常專攻于環(huán)境識(shí)別及探索。而喬治亞理工學(xué)院的新發(fā)現(xiàn)則是將注意力轉(zhuǎn)向人體本身，以監(jiān)控身體每一個(gè)關(guān)節(jié)和肌肉的運(yùn)動(dòng)情況為主。

經(jīng)過一系列測(cè)試后，新研發(fā)的髖部外骨骼套裝比未裝設(shè)設(shè)備時(shí)顯著降低了使用者的體力損耗，也使得他們的關(guān)節(jié)負(fù)擔(dān)減輕了許多。

研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用現(xiàn)有的算法進(jìn)行全面的訓(xùn)練，訓(xùn)練過程依賴于從實(shí)驗(yàn)室錄制的各類動(dòng)作數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)中，所有參與者都身穿動(dòng)力髖部外骨骼套裝，在測(cè)力板上以不同速度走動(dòng)，爬完可調(diào)式樓階，走過有高低起伏的坡道，并在這些動(dòng)作不斷變化。實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)如同拍攝電影時(shí)使用的動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù)一樣，詳細(xì)記錄下每一個(gè)動(dòng)作，從而了解到每一個(gè)動(dòng)作中各部分的表現(xiàn)及其功能。

研究人員表示，深信機(jī)器人外骨骼在將來會(huì)對(duì)于軍事作戰(zhàn)士兵，空中行李搬運(yùn)工以及其他高強(qiáng)度體力勞動(dòng)者等群體產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。