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financiamiento de $1,7 millones NIH para desarrollar el nuevo tipo de exoesqueleto movido por motor para limbos más inferiores

En un esfuerzo de traer ayuda robótica a los trabajadores, los ancianos y más, personas de la Universidad de Michigan está desarrollando un nuevo tipo de exoesqueleto movido por motor para más inferior limbo-financiado por $1,7 millones de los institutos de la salud nacionales.

Uno en ocho americanos hace frente a una incapacidad de la movilidad, con dificultad seria recorriendo o escaleras de toma de altura, pero una solución robótica podría ser lejos menos abultada que los juicios de la completo-carrocería del sci-fi. Las personas del U-M proyectan desarrollar un sistema modular, movido por motor del exoesqueleto que se podría utilizar en uno o las juntas múltiples de los tramos. El proyecto de tres años primero estudiará a los trabajadores que levantan y baja los objetos y a los ancianos que han perdido movilidad con edad. En el trabajo futuro, las personas quisieran incluir a personas con otras discapacidades.

“Imagine que agrega un pequeño motor a un jinete de la bicicleta- todavía pedals, pero hay esa potencia extra de levantarse las colinas sin la fractura de demasiado de un sudor,” dijo el guía Roberto Gregg, profesor adjunto de eléctrico y ingeniería informática del proyecto.

“Semejantemente, podemos tomar las riostras convencionales del tobillo, del caballete o de codo usadas hoy, agregar un sistema especializado independiente del motor y del engranaje, y ofrecer potencia en una junta específica a la movilidad del aumento.”

Las riostras convencionales, o el orthotics, no pueden ayudar activamente a juntas humanas durante actividades desafiadoras. Los exoesqueletos avanzados, por otra parte, se construyen en una manera que haga difícil para que los utilizadores se muevan contra el motor, también conocida como backdriving el motor. Esto está en parte porque estos exoesqueletos se diseñan generalmente para reemplazar la función completa de un limbo entero. Parcialmente la ayuda de juntas específicas es un diverso reto.

Sin embargo, uno de los obstáculos más grandes para los exoesqueletos es que deben reconocer exacto el intento del utilizador, e iguala ese intento con una acción correcta. Si no, el exoesqueleto agrega al esfuerzo requerido del utilizador.

Hay una serie continua de posibilidades humanas del movimiento, de los enchufes de salto a recorrer encima de una pendiente ligeramente diversa. Si el exoesqueleto reconoce la actividad incorrecta, después está consiguiendo de la manera del ser humano.”

Roberto Gregg, profesor adjunto de eléctrico y ingeniería informática, Universidad de Michigan

Hay dos llaves al sistema Gregg y sus personas preven compensarán estos defectos: un más nuevo estilo del motor y de la transmisión y una diversa clase de algoritmo de mando.

El reto con el motor está entregando suficiente equivalente del exoesqueleto de la torque- del músculo fuerza-mientras que siendo pequeño y bastante ligero desgastar. Generalmente, esto se logra usando un pequeño motor que haga girar rápidamente y convirtiendo esa velocidad en torque con una transmisión alto-adaptada. Esa transmisión hace duro para que un utilizador se mueva contra el motor.

Las personas de Gregg resolverán este problema usando parte plana, los motores que fueron utilizados originalmente en aviones radiodirigidos y se han utilizado más recientemente en el proyecto del Tramo-uno de Open Source del Rouse de Elliott de la pieza de personas, profesor adjunto del estilo de la “crepe” de la ingeniería industrial. Estos motores no necesitan tantos engranajes entregar suficiente torque para ayudar a mover por motor a un ser humano, que los hace fáciles a backdrive.

Para controlar el motor y la transmisión, las personas desarrollarán un algoritmo de mando “tarea-invariante”, que no confiará en conocer la tarea que el utilizador está intentando terminar para ofrecer efectivo ayuda.

“Usted tiene que asegurarse de que cuando usted informa a motor qué hacer, él no está luchando al ser humano, pero eso es un gran reto porque usted no conoce siempre el intento del ser humano,” Gregg dijera. En vez de predecir adonde un ser humano se moverá, las personas simplificarán el problema y el trabajo sobre la alteración de cómo el ser humano se mueve.

“Con este método, podemos compensar gravedad: no importa dónde usted se mueve, el motor puede ayudar con eso. Otro ejemplo es inercia: no importa dónde usted se mueve, el motor puede compensar inercia del limbo para hacer el movimiento más fácil,” Gregg dijo.

Trabajando con Chandramouli Krishnan, un profesor adjunto del remedio y rehabilitación física, y Alicia adoptiva, un orthotist certificado del prosthetist en Orthotics de U-M y odontología centra, las personas determinará las mejores configuraciones del sistema modular para diversas poblaciones. Las personas también estudiarán si el peso adicional del motor es guardapolvo útil.

Gregg espera que el proyecto dé lugar a un sistema barato que cualquier clínico podría replegar simple agregándolo a las ortosis disponibles actuales del tobillo, del caballete y del codo. Y más allá de los trabajadores y de las poblaciones mayores de este proyecto, Gregg espera que el sistema podría ser útil a las poblaciones amplias que requieren apenas una broca, pero no terminar, ayuda con conseguir alrededor.