Инженеры, используя искусственный интеллект и носимые камеры, стремятся помочь роботизированным экзоскелетам передвигаться самостоятельно.

Все чаще исследователи во всем мире разрабатывают экзоскелеты для нижней части тела, чтобы помочь людям ходить. По сути, это ходячие роботы, которые пользователи могут пристроить к ногам, чтобы помочь им двигаться.

Одна проблема с такими экзоскелетами, они часто зависят от ручного управления для переключения с одного режима передвижения на другой, например, с сидения на стояние или стоя на ходьбе, или от ходьбы по земле до ходьбы вверх или вниз по лестнице. По словам Брокослава Лащовски, исследователя робототехники из Университета Ватерлоо в Канаде, полагаться на джойстики или приложения для смартфонов каждый раз, когда вы хотите изменить способ движения, может оказаться утомительным.

Ученые работают над автоматизированными способами, которые помогут экзоскелетам распознать, когда следует переключать режимы передвижения - например, с помощью датчиков, прикрепленных к ногам, которые могут обнаруживать биоэлектрические сигналы, посылаемые из вашего мозга в мышцы, говорящие им о движении. Однако этот подход сопряжен с рядом проблем, например, как может измениться проводимость кожи, когда кожа человека потеет или высыхает.

Сейчас несколько исследовательских групп экспериментируют с новым подходом, оснащают пользователей экзоскелетов носимыми камерами, чтобы обеспечить машины данными зрения, которые позволят им работать автономно. Программное обеспечение искусственного интеллекта (ИИ) может анализировать эти данные, распознавать лестницы, двери и другие особенности окружающей среды и рассчитывать, как лучше всего реагировать.

По словам Лащовски, потенциальным ограничением их работы является зависимость от обычных двумерных изображений, в то время как камеры глубины также могут захватывать потенциально полезные данные о расстоянии. Он и его сотрудники в конечном итоге решили не полагаться на камеры глубины по ряду причин, включая тот факт, что точность измерения глубины обычно ухудшается при наружном освещении и с увеличением расстояния, говорит он.

В аналогичной работе исследователи из Северной Каролины попросили добровольцев с камерами, установленными на очках или привязанными к коленям, пройти через различные внутренние и наружные помещения, чтобы запечатлеть те изображения, которые экзоскелеты могут использовать для просмотра окружающего мира. 

Эдгар Лобатон, исследователь в области электротехники из Университета штата Северная Каролина, говорит, что они сосредоточены на том, как программное обеспечение искусственного интеллекта может снизить неопределенность из-за таких факторов, как размытость изображения, «чтобы обеспечить безопасную работу. Мы хотим убедиться, что мы действительно можем полагаться на зрение и часть искусственного интеллекта, прежде чем интегрировать его в оборудование».

В будущем Лащовски и его коллеги сосредоточатся на повышении точности своего программного обеспечения для анализа окружающей среды с низкими требованиями к вычислительным ресурсам и памяти, которые важны для бортовых операций в реальном времени с роботизированными экзоскелетами. 

В конечном итоге исследователи ExoNet хотят изучить, как программное обеспечение ИИ может передавать команды экзоскелетам, чтобы они могли выполнять такие задачи, как подъем по лестнице или уклонение от препятствий, на основе анализа системы текущих движений пользователя и предстоящей местности. 

Брокослав Лащовски добавляет, - «Безопасность пользователя имеет первостепенное значение, особенно с учетом того, что мы работаем с людьми с ограниченными физическими возможностями», что может быть связано с преклонным возрастом или физическими недостатками.