ロボティックエクソスケルトンがAIで筋骨格障害を予防できるか？

AIの進歩はロボティクスヘルスケア業界に大きな影響を与え続けています。これらの分野は過去10年で大きな進歩を遂げてきましたが、今や相互にシナジーを生み出しながら発展しています。ここでは、AIがロボティックエクソスケルトンの日常的な使用を可能にする方法と、为什么それがあなたにとって重要なのかについて説明します。

なぜエクソスケルトンがまだ普及していないのか?

ロボティックエクソスケルトンの概念は古くからあり、ヒューマノイドの特徴や四肢をサポートするまでに発展してきました。しかし、現在のところ、ローカルな機械工場やスーパーマーケットではエクソスケルトンを見かけることはありません。現状、この技術は研究施設で規制されています。

エクソスケルトンが労働力や他の分野で実用的な解決策になることが難しい主な理由は、ハードウェアの制限ではなく、ソフトウェアです。モーターをジョイントのように動かすことは簡単ですが、コンピューターが目のように見たり、手のように感じたりすることははるかに難しいです。

Source – eksobionics

エクソスケルトンの最大の問題の1つは、広範なカリブレーションが必要であり、個人、シナリオ、環境、タスクに合わせて個別化する必要があることです。このような徹底的なプログラミング要件により、ほとんどのエクソスケルトンは機能が限定されています。

より汎用的なエクソスケルトンの開発

エクソスケルトンの開発者は早期にこれらの制限を認識し、ソフトウェアを使用して問題を軽減しようとしました。最も高度なエクソスケルトンは、シナリオを分析し、ライブラリ内のどのプログラムに最も似ているかを判断するためにAIを使用します。このようなAI支援エクソスケルトンはより成功していますが、まだ現在の携帯可能で費用対効果の高い方法では十分な計算能力が必要です。

新しいアプローチ

アーロン・ヤング率いるジョージア工科大学の機械工学チームは、この問題に対する賢い解決策を導入しました。彼らは、環境ではなく人の動きに焦点を当て、汎用的な制御標準を作成しました。この戦略により、チームは最初の汎用的なロボティックエクソスケルトンの制御方法を導入することができました。

彼らの研究は、トレーニング、カリブレーション、または調整なしで使用できる高度なエクソスケルトンオペレーティングシステムの導入に至りました。印象的に、このシステムは、歩行、立っている、階段を昇り降りする、またはランプを上り下りするかに応じて自動的にヒューリスティック調整を行うことができます。

人間の違い

このデバイスには多くの技術的ブレークスルーが含まれていますが、最も興味深い側面は、研究者が環境ではなく人間の行動に焦点を当てたことです。これは後知恵ではありますが、AIの導入以前は、人の根本的な生理学を使用して環境を理解することは不可能でした。

人工知能

新しいシステムは、人間の行動をデバイスの動きに翻訳するために、AIのディープラーニングアルゴリズムを統合します。ユニットは、フォースとモーションキャプチャーデータをリアルタイムで参照して、動きの強度を複製し、最適なパフォーマンスを確保します。さらに、AIは、階段や走行のモードシフトなどのハンドコントロールの必要性を排除します。

AIのトレーニング

ロボティックエクソスケルトンのAIトレーニングには、エンジニアがデータライブラリを作成する必要がありました。彼らはユーザーのグループを集め、デバイスを感覚モードで着用させました。研究者は幅広いデータを確保したいと考え、特に異なる性別や体型の人々を特に探しました。

コントロールグループの参加者は、デバイスを着用したままさまざまなタスクを実行するよう求められました。タスクは走る、ジャンプする、圧力プレートを押すことによる圧力の測定などでした。参加者は、プログラミングプロセスの一環として階段やランプも渡る必要がありました。

すべての記録されたデータは、ディープラーニングAIアルゴリズムライブラリにフィードされました。このデータにより、研究者は特定の活動中の各ジョイントが何をしているかを正確に判断することができました。最終的な結果は、ユーザーの反応ではなく環境に焦点を当てた汎用エクソスケルトンコントローラーでした。

以前のAIベンチャー

アーロン・ヤングと彼のチームは、AIロボティックエクソスケルトン分野の先駆的な力です。彼らはすでに、移動障害を持つ人々を支援するための他の印象的な製品を生み出しています。ある場合には、チームは、脳損傷を持つ子供たちが安全に移動できるようにAIを使用した義肢を作成しました。

ロボティックエクソスケルトンが障害を持つ人々の生活を改善する

ロボティックエクソスケルトンが社会にとって大きなプラスになる理由は数多くあります。研究によると、これらのデバイスは障害を持つ人々が自由に移動できることを示しています。また、回復プロセスにおいても役立ち、人々が自然な歩行を取り戻すのを支援できます。

エクソスケルトンは将来的に大規模な産業施設で使用され、疲労を軽減し、怪我を予防する可能性があります。ロボット兵士が戦闘に更多の弾薬を運ぶことから、メカニックがエンジンをスムーズに取り外すことまで、この技術はすべての人々の生活を改善するでしょう。

回復とリハビリテーションのための革新的な解決策

AIロボティクスヘルスケア分野は上昇しており、革新的な概念が投資家の関心を高めています。今日、以前よりも多くのAI駆動ロボティックシステムが運用されています。各デバイスは、コミュニケーションと日常タスクの支援能力が向上しています。ここでは、AIが市場を形作り、新しい可能性の扉を開く方法のいくつかの例を示します。

1. Limbitless Solutions

Limbitless Solutionsは2015年に設立され、フロリダ中央大学に基づいています。この研究会社は最近、AI画像ジェネレーターを使用して、子供たちが義肢の使用の汚名を克服するのを支援する新製品を発表しました。

子供たちはAdobeのAI画像ジェネレーターを使用して、テキスト入力に基づいて可能なオーバーレイの選択肢を作成します。注目すべきは、子供たちの大多数がビデオゲームや映画のキャラクターをデコールとして選択することです。彼らが好きなデザインを選択すると、3Dプリンタで作成されます。オーバーレイは簡単に取り付けられ、義肢に直接スナップします。

注目すべきは、チームが現在オーランドヘルスアーノルドパーマーホスピタルフォーチルドレンの子供たちと協力していることです。参加者は義肢をカスタマイズした後、より高い気分になったと報告しました。将来的には、この革新的な概念のおかげで、より多くのクールでパーソナライズされた義肢が見られるかもしれません。

2. Rewalk Robotics aka ‘DBA Lifeward’

(LFWD )

Rewalk Roboticsは将来的に注目すべき会社です。最近、脳卒中の被害者が元の歩行を再学習するのを支援するための、ソフトで織物ベースのパーソナルエクソスケルトンを導入しました。システムはAIを使用して歩行中にステップを登録および調整します。

デバイスは重量を減らし、快適性を高めるためにソフトな材料で作られています。使用は簡単で、5分以内に患者に装着できます。これはアクセシビリティを高めます。さらに、軽量で折りたたみ可能な材料により、他のオプションよりも安価で保管が容易です。

ユーザーは、エクソスケルトンの状況に応じたパフォーマンスを調整するためのリモコンを腕に装着します。このリモコンには、階段、耐久性、ゆっくり歩く、他の有用なオプションなどがあります。

Rewalkは、回復を支援するためのAI駆動ロボティックソリューションを提供しています。会社はすべてのデバイスがFDAおよびCEに適合していることを保証し、患者が保険の支援を受けられるようにします。

ユースケース – AIロボティックエクソスケルトン

知的エクソスケルトンの需要は過去10年で多くの分野に拡大しました。これらのデバイスは将来的に、害を与えたり、治療したり、支援したりする可能性があります。ここでは、いくつかのエクソスケルトンのユースケースを紹介します。

軍事

エクソスケルトンに対する軍事産業複合体の関心は驚くことではありません。DARPAは、軍事用エクソスケルトンの概念を推進するための多くのコンペティションを資金提供しています。これらのグループは、戦場でのこれらのデバイスの多くの用途を見ています。

エクソスケルトンは将来的に、兵士が戦闘に更多の弾薬を運ぶことを可能にしたり、長距離を歩いて移動したり、負傷者を安全に戻したり、補給線を機能させることができる役割を果たす可能性があります。

産業

ロボティック産業革命は多くの産業を変えました。今日の車両はより信頼性が高く、進歩的で、複雑です。これはロボティクスが扱える精度のためです。最初のロボティクス世代は考えられませんでしたが、指示に従う必要がありました。次の世代は、必要なタスクを実行する能力を持つでしょう。

スマートロボットは、Amazonのような会社が市場で競争力を得るのを支援しました。LLMチャットボットのようなChat GPTの導入により、AIのやり取りがより流暢になる将来、エクソスケルトンを着用した人間が、高度なAIシステムによって動作するロボットと共に作業することができます。

宇宙旅行

ロボティックエクソスケルトンは将来的に、宇宙のダイナミックな環境を宇宙飛行士が移動できるように支援する可能性があります。注目すべきは、ロボティクスが過去の探索に重要な役割を果たしており、国際宇宙ステーションでの使用が含まれることです。

NASAは2012年に最初のロボティックエクソスケルトンX1を発表しました。興味深いのは、このデバイスが月に家を建てるのを支援するために開発されたのではなく、むしろ股関節手術後の患者をリハビリテーションするために作成されたことです。今日のバージョンはAIと小型化されたバッテリーを使用してパフォーマンスを向上させています

スマートエクソスケルトンがあなたの生活を改善する

あなたが冷たい中で雪を除雪したり、夏の暑い中で重い物を運んだりしたことがあれば、エクソスケルトンがどのように役立つかを理解できます。AIの統合により、この技術はモーターから思考するマシンへと進化し、人々が障害を予防し、障害から回復するのを支援することができます。これらの理由により、AIロボティクスは注目すべき分野です。

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