جادوی هوش مصنوعی؛ لباس های رباتیک به شما کمک می‌کنند راحت‌تر و سریع‌تر بدوید!

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی یک تکنیک جدید و نوآورانه توسعه داده‌اند که از هوش مصنوعی (AI) و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری بهره می‌برد تا اسکلت‌های رباتیک را آموزش دهد و به کاربران کمک کند هنگام پیاده‌روی، دویدن و بالا رفتن از پله‌ها انرژی کمتری مصرف کنند.

هاو سو، نویسنده مسئول مقاله‌ای که ۱۲ ژوئن در مجله Nature منتشر شد، می‌گوید:

“این کار یک چارچوب جدید یادگیری ماشینی را پیشنهاد و نشان می‌دهد که فاصله بین شبیه‌سازی و واقعیت را برای کنترل خودکار ربات‌های پوشیدنی جهت بهبود حرکت و سلامت انسان‌ها پر می‌کند.”

بهبود عملکرد حرکتی

سو، استاد مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، می‌گوید:

“اسکلت‌های رباتیک پتانسیل عظیمی برای بهبود عملکرد حرکتی انسان دارند. اما توسعه و عرضه گسترده آنها به دلیل نیاز به آزمایش‌های طولانی مدت انسانی و قوانین کنترلی محدود است.”

“ایده کلیدی اینجاست که هوش مصنوعی موجود در یک اسکلت پوشیدنی قابل‌حمل در یک شبیه‌سازی کامپیوتری یاد می‌گیرد چگونه به مردم کمک کند پیاده‌روی، دویدن یا بالا رفتن از پله‌ها را انجام دهند، بدون اینکه نیازی به آزمایش‌های تجربی باشد.”

به طور خاص، محققان بر بهبود کنترل خودکار سیستم‌های هوش مصنوعی تجسم‌یافته (سیستم‌هایی که در آنها برنامه هوش مصنوعی در فناوری یک ربات فیزیکی ادغام شده است) تمرکز دارند. این کار نیز بر آموزش اسکلت‌های رباتیک برای کمک به افراد بدون ناتوانی جسمی در انجام حرکات مختلف تمرکز داشت. معمولاً کاربران باید ساعت‌ها صرف “آموزش” یک اسکلت کنند تا آن فناوری بداند چه مقدار نیرو لازم است و چه زمانی باید آن نیرو را اعمال کرده تا به کاربران در پیاده‌روی، دویدن یا بالا رفتن از پله‌ها کمک کند. روش جدید به کاربران اجازه می‌دهد بلافاصله از اسکلت‌ها استفاده کنند!

کاهش مصرف انرژی از طریق رباتیک

“این کار اساساً یک موضوع علمی تخیلی را به واقعیت تبدیل می‌کند و اجازه می‌دهد مردم در انجام وظایف مختلف انرژی کمتری مصرف کنند.”

شوزهن لو، نویسنده اول مقاله و پژوهشگر پسادکتری سابق در NC State، می‌گوید:

“ما یک راه برای آموزش و کنترل ربات‌های پوشیدنی به منظور بهره‌مندی مستقیم انسان‌ها توسعه داده‌ایم”

لو اکنون استادیار در دانشگاه هوافضای Embry-Riddle است.

به عنوان مثال، در آزمایش با افراد، محققان دریافتند که شرکت‌کنندگان در حین پیاده‌روی در اسکلت رباتیک ۲۴.۳٪ کمتر نسبت به حالت عادی انرژی مصرف کردند. همچنین در هنگام دویدن ۱۳.۱٪ و در هنگام بالا رفتن از پله‌ها ۱۵.۴٪ کمتر انرژی مصرف کردند.

سو می‌گوید:

“مهم است توجه داشته باشید که این کاهش‌های انرژی، عملکرد اسکلت رباتیک را در مقایسه با کاربرانی که اسکلت نمی‌پوشند نشان می‌دهد، این بدان معناست که این یک اندازه‌گیری واقعی از میزان انرژی‌ای است که اسکلت صرفه‌جویی می‌کند.”

در حالی که این مطالعه بر روی کار با افراد بدون ناتوانی جسمی متمرکز بود، روش جدید همچنین به کاربردهای اسکلت‌های رباتیک که به افراد با مشکلات حرکتی کمک می‌کند نیز اعمال می‌شود.

کاربردها و مطالعات آینده

سو همچنین گفت:

“چارچوب فعالیت ما ممکن است یک استراتژی قابل تعمیم و مقیاس‌پذیر برای توسعه سریع و پذیرش گسترده انواع ربات‌های کمکی برای افراد بدون ناتوانی جسمی و افراد با مشکلات حرکتی ارائه دهد.”

“ما در مراحل اولیه آزمایش عملکرد روش جدید در اسکلت‌های رباتیک برای سالمندان و افراد با شرایط عصبی، مانند فلج مغزی هستیم و همچنین به بررسی چگونگی بهبود عملکرد دستگاه‌های پروتز روباتیک برای جمعیت‌های قطع عضو علاقه‌مندیم.”

منبع: Scitechdaily