Наука и технологии

Этот роботизированный экзоскелет сможет обеспечить сверхчеловеческое равновесие

Это может быть спасением для пожилых людей и людей с инвалидностью, чтобы они не падали.

Файл: Candler Hobbs, Georgia Institute of Technology

Роботизированные ботинки, обеспечивающие сверхчеловеческие рефлексы, могут помочь человеку держать равновесие. Новое исследование показывает, что ключ к улучшению равновесия — иметь ботинки, которые способны действовать быстрее, чем реагирует человек.

Если человек поскользнется или споткнется, то для восстановления равновесия ему требуется время, чтобы биологические датчики отправили сигналы в нервную систему, а затем включили мускулы. Роботы в подобных ситуациях могут действовать гораздо быстрее, используя провода вместо нервов для передачи сигналов.

Но роботы по-прежнему плохо умеют балансировать, потому что они пока не могут имитировать реакцию людей, если их равновесие нарушено. В своем недавнем исследовании инженеры-биомеханики и исследователи реабилитационной физиологии хотели ответить на вопрос, могут ли так называемые «переносные роботы», например, экзоскелеты нижних конечностей или роботизированные протезы улучшить способность человека удерживать равновесие.

В ходе исследования ученые из Georgia Institute of Technology участников разместили на специальном подвижном полу, чтобы буквально «вытащить ковер» из-под ног. Участников просили сохранять равновесие, держа ноги на месте, но иногда им приходилось делать шаг, чтобы не упасть лицом на землю. Затем исследователи запрограммировали специальные экзоботинки так, чтобы они оказывали «мгновенную» помощь по сохранению равновесия с разным временем задержки: сначала с той же скоростью, как реагирует сам человек, а потом с более высокой скоростью реакции.

Файл: Candler Hobbs, Georgia Institute of Technology

Оказалось, что только режим, который превосходит человеческую реакцию на потерю равновесия, помог пользователям быстрее восстановить равновесие и не позволил им сделать шаг для удержания равновесия.

Используя ультразвук, исследователи смогли проследить, как икроножные мускулы растягиваются во время скольжения. Растяжение мускулов создает важные сенсорные сигналы, необходимые нервной системе для инициирования реакции равновесия. Более быстрые чем реакция человека экзоботинки фактически устранили сигналы растяжения икроножных мускулов, но контрольные сигналы для тех самых мышц в ответ на нервную систему в целом сохранились.

Это означает, что нервная система — больше, чем набор простых рефлексов, которые реагируют на локальное растяжение мышц. На самом деле она действует для сбора информации со всего тела, чтобы оставаться в вертикальном положении как стоя, так и при ходьбе.

Почему это важно

Использование переносных роботов для улучшения мобильности, особенно равновесия, давно было мечтой ученых и инженеров. Но исследования на сегодняшний день были сосредоточены главным образом на предложении механической помощи, чтобы людям ходить стало легче, быстрее и дольше. Если не считать нескольких перспективных лабораторных исследовательских устройств, то внимание в области переносных роботов было не слишком сосредоточено на равновесии.

Пока еще много нужно сделать, чтобы надежные экзоскелеты помогали балансировать в повседневной жизни людям с нарушениями равновесия, например, пожилым или людям с инсультом или повреждением спинного мозга. Подобные исследования помогут в изучении использования экзоскелетов для других суставов нижних конечностей (коленных и тазобедренных), а также помогут более быстрой разработке искусственного интеллекта, который сможет предвидеть риск падения и позволит поддерживать персонализированное сверхчеловеческое равновесие.

Комментарии

Сейчас читают

«О встрече Луку всегда просили передать Путину». Шустер рассказал, как Лукашенко предлагал свои услуги американцам1

«О встрече Луку всегда просили передать Путину». Шустер рассказал, как Лукашенко предлагал свои услуги американцам

Все новости →
Все новости

ChatGPT представил новую модель GPT-5. Вот что в ней нового и что обещают разработчики2

Израильские власти одобрили план Нетаньяху по оккупации города Газа15

Трамп анонсировал подписание мирного договора между Азербайджаном и Арменией сегодня в Белом доме2

От клинописи до витражей Сен-Дени. Телеграм-каналы белорусских историков, на которые стоит подписаться4

Минская семья хотела схитрить и втиснуться в очередь на квартиру, но не получилось2

Трамп: Путину не нужно встречаться с Зеленским перед встречей со мной2

«Уэнздей» вернулась! Не разочарует ли второй сезон популярного сериала от Netflix?1

Всего 15 минут быстрой ходьбы каждый день могут продлить вашу жизнь3

В США назвали пять возможных сценариев окончания войны в Украине3

больш чытаных навін
больш лайканых навін

«О встрече Луку всегда просили передать Путину». Шустер рассказал, как Лукашенко предлагал свои услуги американцам1

«О встрече Луку всегда просили передать Путину». Шустер рассказал, как Лукашенко предлагал свои услуги американцам

Главное
Все новости →

Заўвага:

 

 

 

 

Закрыць Паведаміць