Soft wearable exosuit justerer automatisk assistansnivået på flyet

Robotics

Nick Lavars

19. september 2018

5 bilder

Wyss Institute team team forestiller en rekke bruksområder for sin adaptive eksosuit (Kreditt: Wyss Institute ved Harvard University)

Exosuits er i utgangspunktet roboter du kan bære, og når det kommer til et stort antall tidlige prototyper, er de omtrent like komfortable og besværlige som det høres ut. Men forskere arbeider for mer mobile løsninger for den daglige brukeren som er basert på myke stoffer i stedet for harde komponenter. Blant dem er et team av forskere ved Harvards Wyss Institute, som nettopp har presentert sin nyeste opprettelse, en fullt slitesterk myk eksosuit som automatisk justerer sitt nivå på assistanse i fly.

Ledet av mekanisk og biomedisinsk ingeniør Connor Walsh, har Wyss-teamet tinkert bort på sin myke eksosuit i mer enn fem år. Disse typer eksoslover lover både å øke mobiliteten til funksjonshemmede brukere og tjene som mobilitetshjelp for funksjonshemmede, men uten ekstra vekt og ubehag i å ha harde, stive komponenter.

Den siste iterasjonen av Wyss 'exosuit ser myke tekstilkomponenter rundt midjen, lårene og kalvene og kobles til et mobilt aktiveringssystem innebygd i en ryggsekk. Dette distribuerer mekaniske krefter til ankel- og hofteleddene via kabler og hjelper benbevegelser mens de går, ved å legge til strøm til leddene. Teamet sier dette er en bemerkelsesverdig oppgradering på den tidligere versjonen, som vi så på i fjor.

"Vi har oppdatert alle komponentene i denne nye versjonen av multi-joint soft exosuit, " sier David Perry, en del av Walshs engineering team. "Klærne er mer brukervennlige, enkle å sette på og imøtekomme til forskjellige kroppsformer, betjeningen er mer robust, lettere, roligere og mindre, og kontrollsystemet lar oss bruke krefter til hofter og ankler mer robust og konsekvent . "

Det som er mest imponerende om oppgraderingen, er imidlertid en evne til raskt å tilpasse mengden assistanse som tilbys, avhengig av brukerens handlinger. I fjor klarte teamet faktisk å kvantifisere mengden energi som kostet slitasje, men har nå tatt ting et skritt videre, slik at det automatisk kan foreta justeringer for å optimalisere ytelsen.

Når brukeren begynner å gå, sporer systemet strømforsyningen til ankelleddene og hvor mye energi det sparer brukeren. Basert på brukerens unike gang, gjør systemet gradvis justeringer til den strømmen til den treffer det søte stedet for optimal hjelp.

"Vi evaluerte metabolske parametere i de syv studiedeltakerne som hadde eksosuits som gjennomgikk innstillingsprosessen og fant at metoden reduserte metabolismenskostnaden for å gå med rundt 14, 8 prosent sammenlignet med å gå uten enheten og med 22 prosent sammenlignet med å gå med enhet unpowered, sier første forfatter av den nye studien som beskriver systemet, Sangjun Lee.

Teamet forestiller seg en rekke bruksområder for denne typen eksosuit, blant annet lette belastningen for brannmenn og redningsarbeidere som trekker over grovt terreng, slik at de er friske for jobben når de kommer til stedet. Det kan også forbedre mobiliteten til eldre og personer som lider av forstyrrende lidelser. Teamets umiddelbare fokus er imidlertid på å raffinere teknologien for oss av US Army og fabrikkens arbeidere som regelmessig utfører fysisk krevende oppgaver.

Videoen nedenfor viser eksosut i aksjon, mens forskningen ble publisert i Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation .

Kilde: Wyss Institute

Den nyeste iterasjonen av Wyss 'exosuit ser myke tekstilkomponenter rundt midjen, lårene og kalvene som kobler seg til et mobilt aktiveringssystem innebygd i en ryggsekk (Kreditt: Wyss Institute at Harvard University)

Wyss Institute-teamet forestiller seg at den adaptive eksosuiten kan brukes av hæren, eldre eller funksjonshemmede (Kreditt: Wyss Institute at Harvard University)

Wyss Institute team team forestiller en rekke bruksområder for sin adaptive eksosuit (Kreditt: Wyss Institute ved Harvard University)

Basert på brukerens unike gang, gjør eksosuiten utviklet av Wyss Institute forskere gradvis justeringer av sin kraft til den treffer det søte stedet for hjelp (Kreditt: Wyss Institute at Harvard University)

Wyss Institute-teamet forestiller seg at den adaptive eksosuiten kan brukes av hæren, eldre eller funksjonshemmede (Kreditt: Wyss Institute at Harvard University)

Anbefalt Redaksjonens