物理科技生物学-PHYICA

辅助肢体:在日BIB-085常活动中支持人类的紧凑机器人肢体

技术工程 2022-01-19 21:54:14

AugLimb: a compact robotic limb to support humans during everyday activities Credit: Ding等人日本高级科学技术研究所和东京大学的研究人员最近开发了一种紧凑的机器人肢体AugLimb,它可以支持人类完成各种任务。这种新的肢体在arXiv上预先发表的一篇论文中提出,可以延伸到250毫米,并抓住用户附近的不同物体。开展这项研究的研究人员之一谢浩然告诉Tech Xplore,“我们对人类增强技术感兴趣,这些技术旨在通过信息和机器人方法增强人类的能力。"我们特别关注人体的物理强化."

大多数现有的可穿戴机器人手臂被设计成安装在人类用户的上身(例如,上臂、腰部或肩部)。虽然这些系统中的一些已经取得了有希望的结果,但它们通常基于笨重的硬件,佩戴它们可能会让用户不舒服。

“大多数以前开发的编外机器人肢体设备都很重,占据了很大的空间,”谢说。“相反,我们提出了一种紧凑的机器人肢体,它可以折叠成小体积,而不会中断穿戴者的日常活动,尤其是长时间使用。"

与其他机器人手臂相比,AugLimb可以显著伸展,变得比人类平均前臂长度长大约2.5倍。此外,它非常紧凑,因此易于储存。

功劳:丁等人“AugLimb有7个自由度,可以很容易地用普通的3D打印机和马达来制造,”谢说。“与现有的机器人肢体相比,AugLimb采用了以人为中心的设计,极大地改善了佩戴者的体验,因此任何人都可以在享受这种体验的同时,收获拥有‘第三只手臂’所带来的增强身体能力的好处。”

除了小巧之外,谢和他的同事开发的机器人肢体重量轻,佩戴舒适。这也使得它适合身体比较脆弱的用户,包括儿童和老年人。

“我们的研究最显著的成就是我们能够开发出一种紧凑的机械臂,并且能够在使用时长距离伸展,”谢说。“我们相信,AugLimb在不久的将来会像智能手表一样受欢迎,因为从老人到孩子,任何人都可以舒适地戴上它一整天。”

AugLimb: a compact robotic limb to support humans during everyday activities Credit: Ding等人的AugLimb本质上充当第三只手臂,因此它在人类完成涉及大量对象操作的任务(如烹饪或清洁)的情况下可能特别有用。研究人员还认为,它可以被执行外科手术的医生、建筑工人和其他每天完成手工任务的专业人员使用。

谢和他的同事们开发的机械臂仍处于原型阶段。然而,该团队计划继续测试它并提高它的能力,以使它越来越有效和商业上可行。例如,AugLimb原型目前由人工操作员手动控制,但该团队希望通过探索替代解决方案来改进其控制机制。

AugLimb: a compact robotic limb to support humans during everyday activities Credit: Ding等“在我们未来的研究中,我们希望探索利用生物信息控制AugLimb的有效方法,例如来自肌肉的肌电图(EMG)信号或检测脑电波的脑电图(EEG)技术,”谢说。“我们还计划使用深度学习来改进对这些信号的分析。”

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