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financiamento de $1,7 milhões NIH para desenvolver o novo tipo de exoskeleton posto para os mais baixos membros

Em um esforço para trazer o auxílio robótico aos trabalhadores, as pessoas idosas e mais, uma equipe da Universidade do Michigan estão desenvolvendo um novo tipo de exoskeleton posto para mais baixo membro-financiado por $1,7 milhões dos institutos de saúde nacionais.

Um em oito americanos enfrenta uma inabilidade da mobilidade, com dificuldade séria andando ou em escadas de escalada, mas uma solução robótico poderia ser distante menos volumosa do que os fatos de corpo inteiro do sci-fi. A equipe do U-M planeia desenvolver um sistema modular, posto do exoskeleton que poderia ser usado em um ou em junções múltiplas dos pés. O projecto de três anos primeiramente estudará os trabalhadores que levantam e abaixa os objetos e as pessoas idosas que perderam a mobilidade com idade. No trabalho futuro, a equipe gostaria de incluir povos com outras inabilidades.

“Imagine que adiciona um motor pequeno a um cavaleiro da bicicleta- ainda pedals, mas há essa potência extra levantar-se montes sem quebrar demasiado de um suor,” disse o chumbo Robert Gregg do projecto, professor adjunto de elétrico e engenharia informática.

“Similarmente, nós podemos tomar as cintas convencionais do tornozelo, do quadril ou de joelho usadas hoje, adicionar um sistema especializado independente do motor e da engrenagem, e fornecer a potência em uma junção específica à mobilidade do aumento.”

As cintas convencionais, ou o orthotics, não podem activamente ajudar a junções humanas durante actividades desafiantes. Os exoskeletons avançados, por outro lado, são construídos em uma maneira que faça difícil para que os usuários se movam contra o motor, igualmente conhecida como backdriving o motor. Isto está na parte porque estes exoskeletons são projectados geralmente substituir a função completa de um membro inteiro. Parcialmente ajudar a junções específicas é um desafio diferente.

Contudo, um dos grandes obstáculos para exoskeletons é que devem exactamente reconhecer a intenção do usuário, e combina essa intenção com uma acção correcta. Se não, o exoskeleton adiciona ao esforço exigido do usuário.

Há uma série contínua de possibilidades humanas do movimento, dos jaques de salto ao passeio acima de um declive ligeira diferente. Se o exoskeleton reconhece a actividade errada, a seguir está obtendo na maneira do ser humano.”

Robert Gregg, professor adjunto de elétrico e engenharia informática, Universidade do Michigan

Há duas chaves ao sistema Gregg e sua equipe prevê compensará por estes defeitos: um estilo mais novo do motor e da transmissão e um tipo diferente do algoritmo de controle.

O desafio com o motor está entregando bastante equivalente do exoskeleton do torque- do músculo força-enquanto que sendo pequeno e de pouco peso bastante vestir. Geralmente, isto é conseguido usando um motor pequeno que gire rapidamente e convertendo essa velocidade no torque com uma transmissão alto-alinhada. Essa transmissão faz duro para que um usuário mova-se contra o motor.

A equipe de Gregg resolverá este problema usando o plano, os motores que foram utilizados originalmente nos zangões e têm sido usados mais recentemente no projecto do Pé-um de Open Source do Rouse de Elliott do membro da equipa, professor adjunto do estilo da “panqueca” da engenharia mecânica. Estes motores não precisam tantas como engrenagens de entregar bastante torque para ajudar a pôr um ser humano, que as faça fáceis a backdrive.

Para controlar o motor e a transmissão, a equipe desenvolverá um algoritmo de controle “tarefa-invariant”, que não confie em conhecer a tarefa que o usuário está tentando terminar a fim fornecer eficazmente o auxílio.

“Você tem que certificar-se de que quando você diz ao motor o que fazer, ele não está lutando o ser humano, mas aquele é um grande desafio porque você não conhece sempre a intenção do ser humano,” Gregg disse. Em vez de prever aonde um ser humano se moverá, a equipe simplificará o problema e o trabalho em alterar como o ser humano se move.

“Com este método, nós podemos compensar a gravidade: não importa onde você se move, o motor pode ajudar com aquele. Um outro exemplo é inércia: não importa onde você se move, o motor pode compensar a inércia do membro para facilitar o movimento,” Gregg disse.

Trabalhando com Chandramouli Krishnan, um professor adjunto da medicina e reabilitação física, e Alicia adoptiva, um orthotist certificado do prosthetist no Orthotics de U-M e próteses centra-se, a equipe determinará as melhores configurações do sistema modular para populações diferentes. A equipe igualmente estudará se o peso adicional do motor é macacão útil.

Gregg espera que o projecto conduzirá a um sistema barato que todo o clínico poderia replicate simplesmente adicionando o às ortoses disponíveis imediatamente actuais do tornozelo, do quadril e do joelho. E além dos trabalhadores e das populações idosas deste projecto, Gregg espera que o sistema poderia ser útil às populações largas que exigem apenas um bit, mas não terminar, auxílio com obtenção ao redor.