دانشمندان الگوریتمهای خاصی را طراحی کردهاند که به داربستهای بدن (اگزواسکلتها) کمک میکند با راه رفتن شخص هماهنگ شوند. این الگوریتمها باعث میشوند این رباتهای کمک کننده موثرتر و شخصیسازی شده عمل کنند.
این دستگاههای پیشرفته میتوانند بر اساس پاسخی که از کاتابولیسم و دیگر ارزیابیها که از بدن شخص دریافت میکنند، رفتار خود را تغییر دهند. تیمی که آن را طراحی کردهاند آن را بهینه سازی «انسان در حلقه» نام گذاری کردهاند!
طبق گفتههای محققین دانشگاه Carnegie Mellon، در نتیجه این الگوریتمها اگزواسکلتی به دست میآید که پیکربندی آن مختص خود شخص و طریقه راه رفتنش طراحی شدهاست. بدین ترتیب بیشترین کمک را به شخص خواهد رساند.
استیون کولینز یکی از اعضای تیم میگوید:
دستگاه های اگزواسکلت موجود با وجود پتانسیل هایشان آن چنان که انتظار داریم کارایی راه رفتن را افزایش ندادهاند. طی محاسبات به پیشرفتهای زیادی در سختافزار و سنسورها رسیدهایم اما چالش اصلی همچنان باقیست، نمیدانیم که بدن چگونه به این دستگاه جدید پاسخ خواهد داد.
اگرچه این دستگاه اکنون نیازمند تردمیل و تجهیزات پیچیده کنترل است اما در کلینیک نهایتا شما به این دستگاه عادت خواهید کرد و قادر خواهید بود اطلاعات برنامهریزی شده مختص خود را همراه داشته باشید.
الگوریتمها شامل سختافزار شبیههسازی شده هستند که پاسخ به ۳۲ الگو متفاوت را آزمایش میکنند تا تشخیص دهند کدام الگو حرکت به شخص کمک میکند تا از انرژی خود موثرتر استفاده کند.
همچنان که بدن به استفاده از اگزواسکلت عادت میکند، اگزواسکلت نیز با بدن منطبق شده و راه رفتن را آسانتر میکند. حلقه موجود تکنیک را بسیار کاربردی میکند، برای مثال یکی از تنظیماتی که در سیستم اجرا میشود درجه گشتاور یا نیروی چرخش است که طی هر تغییر جهت در مفصل توسط اگزواسکلت اعمال میشود.
اگزواسکلت روی ۱۱ داوطلب با داربست دور زانو و مچ پا، با اعمال سرعت های متفاوت روی تردمیل، آزمایش شده است.
در انتهای آزمایشها محققین اطلاعاتی از راه رفتن هر شخص جمع آوری کرده بودند که بوسیله این اطلاعات تا ۲۴ درصد انرژی نسبت به پیکربندی اگزواسکلت های پیشین ذخیره میشد. چه در انسان هایی که در راه رفتن مشکل دارند و چه در امدادهای اورژانسی که به رباتهایی با نیروی خارقالعاده برای بلند کرپن سنگ یا پوشش دادن زمین نیاز دارند، این افزایش نسبت انرژي به نیرو پتانسیل استفاده زیادی دارد.
اگرچه بازده انرژی یکی از راههای ارزیابی تاثیر ایزواسکلتهاست، محققین اظهار دارند که تحقیقات آینده به سرعت حرکت، تعادل، ضربان قلب و حتی راحتی آن تمرکز خواهند کرد.
این تکنیک برای اعضای مصنوعی نیز قابل استفاده است. تیم محققان معتقدند هر احتمالی ممکن است. کربی ویت یکی از محققان میگوید:
این تکنیک میتواند در آینده ورزشها را هیجان انگیزتر کند. شما میتوانید افرادی با اگزواسکلت را ببینید که در بازی بسکتبال دو برابر حالت عادی میپرند و فعالیتهای علمی-تخیلی خارقالعادهای انجام میدهند!