Μπορούν τα Ρομποτικά Εξωσκελετάκια που Κατασκευάζονται με AI να Προλαμβάνουν Τραυματισμούς του Μυοσκελετικού Συστήματος;

Οι προόδους στην τεχνητή νοημοσύνη συνεχίζουν να έχουν ισχυρό αντίκτυπο στη βιομηχανία ρομποτικής υγειονομικής περίθαλψης.  Αυτοί οι τομείς έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο την τελευταία δεκαετία και τώρα φαίνεται να συγκρούονται συνεργικά. Δείτε πώς η AI βοηθά να γίνει η καθημερινή χρήση ρομποτικών εξωσκελετών πραγματικότητα και γιατί είναι σημαντικό για εσάς.

Γιατί δεν έχουμε ήδη σε χρήση εξωσκελετάκια;

Η ιδέα των ρομποτικών εξωσκελετών υπάρχει εδώ και πολύ καιρό και έχει προχωρήσει αρκετά ώστε να υποστηρίζει το concept των ανθρωποειδών χαρακτηριστικών και προσθέτων. Ωστόσο, είναι απίθανο να δείτε ένα ρομποτικό εξωσκελετό όταν πηγαίνετε στο σούπερ μάρκετ ή σε τοπικό συνεργείο. Προς το παρόν, αυτή η τεχνολογία παραμένει ρυθμιζόμενη σε ερευνητικές εγκαταστάσεις.

Ο κύριος λόγος που τα εξωσκελετάκια ήταν τόσο δύσκολο να γίνουν βιώσιμη λύση στον εργασιακό χώρο ή σε άλλες χρήσεις δεν είναι οι περιορισμοί του υλικού, αλλά το λογισμικό. Είναι εύκολο να φτιάξει κανείς έναν κινητήρα που λειτουργεί σαν άρθρωση. Είναι πολύ πιο δύσκολο να φτιάξει έναν υπολογιστή που μπορεί να βλέπει σαν μάτι ή να αισθάνεται σαν χέρι.

Πηγή – eksobionics

Ένα από τα κύρια προβλήματα με τα εξωσκελετάκια μέχρι σήμερα είναι ότι απαιτούν εκτενή βαθμονόμηση και πρέπει να εξατομικεύονται για το άτομο, το σενάριο, το περιβάλλον και τις εργασίες που εκτελούνται. Αυτή η έντονη απαίτηση προγραμματισμού σημαίνει ότι τα περισσότερα εξωσκελετάκια παραμένουν περιορισμένα στις δυνατότητές τους.

Δημιουργία Πιο Πολυμορφικών Εξωσκελετών

Οι προγραμματιστές εξωσκελετών αναγνώρισαν αυτά τα περιοριστικά στοιχεία νωρίς και χρησιμοποίησαν το λογισμικό ως μέσο για να προσπαθήσουν να το ελαφρύνουν. Το πιο προηγμένο εξωσκελετό χρησιμοποιεί AI για να εξετάσει ένα σενάριο και να καθορίσει ποιο πρόγραμμα μοιάζει περισσότερο με τις βιβλιοθήκες του. Αυτό το στυλ AI‑βοηθούμενου εξωσκελετού ήταν πιο επιτυχημένο, αλλά εξακολουθεί να απαιτεί περισσότερη υπολογιστική ισχύ από ό,τι είναι αυτή τη στιγμή διαθέσιμη με φορητό και προσιτό τρόπο.

Μια Νέα Προσέγγιση

Μια ομάδα μηχανικών μηχανικής στο Georgia Tech υπό την ηγεσία του Aaron Young παρουσίασε μια έξυπνη λύση σε αυτό το ζήτημα, εστιάζοντας τους ελέγχους στις κινήσεις του ατόμου αντί στο περιβάλλον και δημιουργώντας ένα καθολικό πρότυπο ελέγχου. Αυτή η στρατηγική οδήγησε την ομάδα στην εισαγωγή της πρώτης καθολικής προσέγγισης για τον έλεγχο ρομποτικών εξωσκελετών.

Η δουλειά τους κορυφώθηκε με την παρουσίαση ενός βελτιωμένου συστήματος λειτουργίας εξωσκελετού που δεν απαιτεί εκπαίδευση, βαθμονόμηση ή προσαρμογές για χρήση. Εντυπωσιακά, αυτό το σύστημα μπορεί να κάνει αυτόματες ευρετικές προσαρμογές ανάλογα με το αν το άτομο περπατά, στέκεται, ανεβαίνει σκάλες ή ανέρχεται σε ράμπες.

Η Ανθρώπινη Διαφορά

Αυτή η συσκευή περιέχει πολλές τεχνολογικές καινοτομίες, αλλά ίσως το πιο ενδιαφέρον είναι ότι οι ερευνητές εστιάζουν στις ανθρώπινες ενέργειες αντί στο περιβάλλον. Αυτό έχει νόημα με την πάροδο του χρόνου, αλλά η χρήση της υποκείμενης φυσιολογίας των ανθρώπων για την κατανόηση του περιβάλλοντος δεν ήταν δυνατή πριν την εισαγωγή της AI.

Τεχνητή Νοημοσύνη

Το νέο σύστημα ενσωματώνει έναν αλγόριθμο βαθιάς μάθησης AI για να μεταφράσει τις ανθρώπινες ενέργειες σε κίνηση στη συσκευή. Η μονάδα αναφέρεται σε δεδομένα δύναμης και κίνησης σε πραγματικό χρόνο για να αντιγράψει την ένταση των κινήσεων και να εξασφαλίσει βέλτιστη απόδοση. Επιπλέον, η AI εξαλείφει την ανάγκη χειροκίνητων ελέγχων όπως αλλαγές λειτουργίας για σκάλες ή τρέξιμο.

Εκπαίδευση της AI

Η εκπαίδευση του AI ρομποτικού εξωσκελετού απαιτούσε από τους μηχανικούς να δημιουργήσουν μια βιβλιοθήκη δεδομένων. Για να ολοκληρώσουν αυτήν την εργασία, συγκέντρωσαν μια ομάδα χρηστών και τους έκαναν να φορούν τη συσκευή ενώ ήταν σε λειτουργία αισθητήρων. Οι ερευνητές ήθελαν να εξασφαλίσουν ένα ευρύ φάσμα δεδομένων, γι’ αυτό αναζήτησαν ειδικά άτομα διαφορετικών φύλων και σωματοτύπων.

Οι συμμετέχοντες της ομάδας ελέγχου κλήθηκαν να εκτελέσουν διάφορες εργασίες, από τρέξιμο και άλματα μέχρι πίεση πλατών δύναμης για μέτρηση πίεσης. Οι συμμετέχοντες έπρεπε επίσης να διασχίσουν σκάλες και ράμπες ως μέρος της διαδικασίας προγραμματισμού.

Όλα τα καταγεγραμμένα δεδομένα τροφοδοτήθηκαν στη βιβλιοθήκη αλγορίθμου βαθιάς μάθησης AI. Αυτά τα δεδομένα επέτρεψαν στους ερευνητές να καθορίσουν ακριβώς τι έκανε κάθε άρθρωση κατά τη διάρκεια συγκεκριμένων δραστηριοτήτων. Το τελικό αποτέλεσμα ήταν ένας καθολικός ελεγκτής εξωσκελετού που εστιάζει στην αντίληψη της κατάστασης με βάση τις αντιδράσεις του χρήστη αντί για το περιβάλλον.

Προηγούμενες Επενδύσεις AI

Ο Aaron Young και η ομάδα του παραμένουν μια πρωτοπόρα δύναμη στον τομέα των AI ρομποτικών εξωσκελετών. Έχουν ήδη παράγει άλλα εντυπωσιακά προϊόντα για να βοηθήσουν όσους έχουν προβλήματα κινητικότητας. Σε μία περίπτωση, η ομάδα δημιούργησε προθέματα που χρησιμοποιούν AI για να βοηθήσουν παιδιά με εγκεφαλικές βλάβες να κινηθούν με ασφάλεια.

Τα Ρομποτικά Εξωσκελετάκια Βελτιώνουν τη Ζωή των Ατόμων με Αναπηρίες

Υπάρχουν εκατομμύρια λόγοι για τους οποίους τα ρομποτικά εξωσκελετάκια θα ήταν ένα τεράστιο πλεονέκτημα για την κοινωνία. Μελέτες έχουν δείξει ότι αυτές οι συσκευές μπορούν να βοηθήσουν άτομα με αναπηρίες να κινούνται ελεύθερα. Είναι επίσης χρήσιμα στη διαδικασία αποκατάστασης, όπου μπορούν να βοηθήσουν τους ανθρώπους να επανακτήσουν το φυσικό τους βήμα.

Τα εξωσκελετάκια θα μπορούσαν στο μέλλον να χρησιμοποιηθούν σε μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις, καθώς μειώνουν την κόπωση και αποτρέπουν τραυματισμούς. Από ρομποτικούς στρατιώτες που μεταφέρουν περισσότερα πυρομαχικά στη μάχη μέχρι μηχανικούς που αφαιρούν τον κινητήρα σας ομαλά, υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους αυτή η τεχνολογία θα βελτιώσει τη ζωή για όλους.

Καινοτόμες Λύσεις για Ανάκτηση και Αποκατάσταση

Ο τομέας της AI ρομποτικής υγειονομικής περίθαλψης βρίσκεται σε άνοδο και οι καινοτόμες ιδέες συνεχίζουν να προσελκύουν επενδυτικό ενδιαφέρον. Σήμερα, υπάρχουν περισσότερα AI‑ενισχυμένα ρομποτικά συστήματα σε λειτουργία από ποτέ. Κάθε μία από αυτές τις συσκευές συνεχίζει να αυξάνει την ικανότητά της να επικοινωνεί και να βοηθά σε καθημερινές εργασίες. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα για το πώς η AI συνεχίζει να διαμορφώνει την αγορά και να ανοίγει το δρόμο για νέες δυνατότητες.

1. Limbitless Solutions

Η Limbitless Solutions ξεκίνησε το 2015 και εδρεύει στο University of Central Florida. Η ερευνητική εταιρεία παρουσίασε πρόσφατα ένα νέο προϊόν που βοηθά τα παιδιά με ελλείψεις άκρων να ξεπεράσουν το στίγμα της χρήσης προσθετικών άκρων μέσω προσαρμοσμένων επικάλυψεων.

Τα παιδιά χρησιμοποιούν έναν AI γεννήτορα εικόνων που τροφοδοτείται από την Adobe για να δημιουργήσουν μια επιλογή πιθανών επικάλυψεων βάσει της κειμενικής τους εισόδου. Σημειωτέον, η πλειονότητα των παιδιών επιλέγει χαρακτήρες βιντεοπαιχνιδιών και ταινιών ως διακόσμηση. Μόλις επιλέξουν τα σχέδια που τους αρέσουν, παράγεται μια έκδοση τρισδιάστατης εκτύπωσης. Η επικάλυψη είναι εύκολη στην εγκατάσταση καθώς κρεμαστική απευθείας στο προσθετικό άκρο.

Σημειωτέον, η ομάδα εργάζεται αυτή τη στιγμή με μια ομάδα παιδιών από το Orlando Health Arnold Palmer’s Hospital for Children. Οι συμμετέχοντες ανέφεραν υψηλότερο ηθικό μετά την προσαρμογή των προσθετικών τους. Στο μέλλον, θα μπορούσατε να δείτε πολλά πιο εντυπωσιακά και εξατομικευμένα προσθετικά χάρη σε αυτήν την καινοτόμο ιδέα.

2. Rewalk Robotics aka ‘DBA Lifeward’

(LFWD )

Η Rewalk Robotics είναι μια άλλη εταιρεία που αξίζει να παρακολουθείται στο μέλλον. Η εταιρεία παρουσίασε πρόσφατα ένα μαλακό, υφασμάτινο προσωπικό εξωσκελετό σχεδιασμένο για να βοηθήσει τα θύματα εγκεφαλικού επεισοδίου να επανεκπαιδεύσουν το αρχικό τους βήμα. Το σύστημα χρησιμοποιεί AI για να καταγράψει και να προσαρμόσει τα βήματά σας σε κίνηση.

Η συσκευή κατασκευάστηκε με μαλακά υλικά για να μειώσει το βάρος και να αυξήσει την άνεση. Είναι εύκολη στη χρήση και μπορεί να στερεωθεί σε έναν ασθενή σε λιγότερο από πέντε λεπτά, κάτι που ενισχύει την προσβασιμότητά της. Επιπλέον, το ελαφρύ και διπλώσιμο υλικό την καθιστά πιο προσιτή και ευκολότερη στην αποθήκευση σε σύγκριση με άλλες επιλογές.

Ο χρήστης εξοπλίζεται με ένα πάνελ ελέγχου που συνδέεται στον καρπό του. Αυτό το τηλεχειριστήριο χρησιμοποιείται για να ρυθμίσει την καταστατική απόδοση του εξωσκελετού. Υπάρχουν επιλογές για σκάλες, βελτίωση αντοχής, ήπιες βόλτες και άλλες χρήσιμες επιλογές.

Η Rewalk προσφέρει μια σειρά από AI‑ενισχυμένες ρομποτικές λύσεις αποκατάστασης που αξίζει να εξετάσετε. Η εταιρεία διασφαλίζει ότι όλες οι συσκευές είναι εγκεκριμένες από FDA και CE, κάτι που βοηθά τους ασθενείς να λάβουν ασφαλιστική βοήθεια.

Περιστατικά Χρήσης – AI Ρομποτικά Εξωσκελετάκια

Η ζήτηση για έξυπνα εξωσκελετάκια επεκτάθηκε σε πολλούς τομείς την τελευταία δεκαετία. Αυτές οι συσκευές θα μπορούσαν κάποια μέρα να χρησιμοποιηθούν για να πληγώσουν, να θεραπεύσουν και να βοηθήσουν, ανάλογα με το σενάριο. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα χρήσης εξωσκελετών που αξίζει να παρακολουθήσετε.

Στρατός

Δεν θα πρέπει να σας εκπλήξει το γεγονός ότι το στρατιωτικό‑βιομηχανικό σύμπλεγμα έχει παρακολουθήσει εδώ και πολύ καιρό τα εξωσκελετάκια. Η DARPA έχει χρηματοδοτήσει πολυάριθμους διαγωνισμούς για την προώθηση καινοτομίας στα στρατιωτικά concepts εξωσκελετών. Αυτές οι ομάδες βλέπουν πολλαπλές χρήσεις για αυτές τις συσκευές στο πεδίο της μάχης.

Τα εξωσκελετάκια θα μπορούσαν κάποια μέρα να επιτρέψουν στους στρατιώτες να μεταφέρουν περισσότερα εφόδια στη μάχη ή να διανύσουν μεγαλύτερες αποστάσεις με τα πόδια. Θα μπορούσαν επίσης να διαδραματίσουν ζωτικό ρόλο στην επιστροφή των τραυματισμένων σε ασφαλή θέση και στη διατήρηση των γραμμών εφοδιασμού.

Βιομηχανικός

Η ρομποτική βιομηχανική επανάσταση άλλαξε πολλούς κλάδους. Τα σημερινά οχήματα είναι πιο αξιόπιστα, προηγμένα και πολύπλοκα χάρη στην ακρίβεια που μπορούν να διαχειριστούν αυτές οι συσκευές. Η πρώτη γενιά ρομπότ δεν μπορούσε να σκεφτεί και έπρεπε να ακολουθεί απλές εντολές. Αυτή η γενιά θα έχει τη δυνατότητα να εκτελεί πολλαπλές εργασίες ανάλογα με τις ανάγκες της στιγμής.

Οι Έξυπνοι Ρομπότ έχουν βοηθήσει εταιρείες όπως η Amazon να αποκτήσουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στην αγορά. Καθώς οι αλληλεπιδράσεις AI γίνονται πιο άπταιστες χάρη στην εισαγωγή chatbot LLM όπως το Chat GPT, το μέλλον θα περιλαμβάνει ανθρώπους που χρησιμοποιούν εξωσκελετάκια συνεργαζόμενοι με ρομπότ που τροφοδοτούνται από προηγμένα συστήματα AI.

Διαστημικό Ταξίδι

Τα ρομποτικά εξωσκελετάκια θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους αστροναύτες να διασχίσουν τα δυναμικά περιβάλλοντα του διαστήματος στο μέλλον. Σημειωτέον, η ρομποτική έχει παίξει ζωτικό ρόλο σε προηγούμενες εξερευνήσεις, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Η NASA παρουσίασε το πρώτο ρομποτικό εξωσκελετό X1 το 2012. Ενδιαφέρον είναι ότι η συσκευή δεν αναπτύχθηκε για να βοηθήσει τους αστροναύτες να χτίσουν κατοικίες στη σελήνη, αλλά δημιουργήθηκε για να βοηθήσει στην αποκατάσταση ασθενών μετά από επεμβάσεις ισχίου. Οι σημερινές εκδόσεις χρησιμοποιούν AI και μικρότερες μπαταρίες για βελτιωμένη απόδοση.

Έξυπνα Εξωσκελετάκια που Βελτιώνουν τη Ζωή Σας

Αν έχετε ποτέ χρειαστεί να σκάψετε το δρόμο σε κρύο ή να μεταφέρετε βαριά αντικείμενα κάτω από τον καλοκαιρινό ήλιο, μπορείτε να δείτε πόσο χρήσιμο θα ήταν ένα εξωσκελετό. Η ενσωμάτωση της AI έχει μεταφέρει αυτήν την τεχνολογία από κινητήρες σε μηχανές σκέψης που μπορούν να βοηθήσουν τους ανθρώπους να προλάβουν τραυματισμούς και να θεραπευτούν από αναπηρίες. Για αυτούς τους λόγους, η AI ρομποτική είναι ένας τομέας που πρέπει να παρακολουθείται.

Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για συναρπαστικά έργα blockchain εδώ.