开源仿生腿开创的平台旨在疾速推动假肢

释放双眼,带上耳机,听听看~!

由密歇根大学和Shirley Ryan AbilityLab的研讨职员设想的新型开源,人工智能假肢如今可供科学界运用。该腿的免费复制设想和编程旨在经由过程为仿生学范畴的疏散研讨事情供应一致平台来改良患者的生活质量并加快科学提高。

“我们的开源仿生腿将使观察职员能够有效地处理与在实验室和社区中的一系列活动中掌握仿生腿相干的应战,”首席设想师Elliott Rouse说,他是UM机械人研讨所的中心教员和助理机械工程传授。“另外,我们愿望我们的仿生腿能够将研讨职员与一个配合的硬件平台团结起来,并使相干范畴的新研讨职员能够开辟立异的掌握战略。”

Rouse和合作者Levi Hargrove,芝加哥Shirley Ryan AbilityLab的仿生医学中心主任,将在拉斯维加斯举办的Amazon re:MARS集会上揭开腿部及其在线平台的面纱。有关零件订购所在,怎样将它们放在一同以及怎样编程腿的详细信息,请接见opensourceleg.com。

Hargrove也是西北大学物理医学和病愈与生物医学工程的副传授,他已经在临床研讨中运用该腿。

“虽然设想和代码是免费的,但腿仍然是一台高端的,最先进的机械,”她说。“这是一个奇特的即插即用体系,科学家能够防止数百万美圆的研发本钱,并马上最先测试膝盖和脚踝的假肢。它有效地降低了研讨职员进入的门坎。“

高效,先进的设想

在设想腿部时,Rouse专注于坚持简朴,低本钱和便携,高性能。效果包含来自少数供应商的相对廉价的零件;模块化设想,能够作为膝盖,脚踝或二者兼有;以及可在任何地方举行测试的板载电源和掌握电子设备。

另外,该团队改编并整合了为无人机行业开辟的新电机手艺。扁平薄饼式电机的转速越低,扭矩越大。这些低速减速电机可完成更高效,更邃密的掌握和更人性化的活动。

Rouse说,直接与残疾人一同事情的研讨职员常常须要竖立本身的机械人腿部体系。研讨职员能够采纳这类通用平台,而不是从头最先,在一些组装后,最先研讨更好的处理方案,以协助行动不便的人。通用平台还能够直接比较用于掌握仿生腿的新算法,研讨职员能够对其举行迭代和构建。

虽然上半身有很多开源假肢,比方手,但这是第一个用于下肢的平台。下肢仿生学的研讨传统上落后于上肢假肢的研讨,主如果因为保持均衡和支持患者全部身材的高风险。

指定的完全仿生腿本钱为28,500美圆,个中包含由Star Rapid加工的零件,Dephy Inc.的执行器,以及为人工智能供应动力的Raspberry Pi小型计算机。

由Hargrove指导的先进的基于AI的掌握能够调解仿生腿的行动,以无缝切换活动,比方从步行到上楼梯到坡道。为了完成这一目的,该团队运用肌肉压缩信号和仿生腿内传感器数据的组合来展望下一步所需的行动。

社区驱动的研讨与开辟

作为一个开源项目,任何人都能够为改良腿部的设想和功用做出孝敬。虽然腿部是一种研讨东西而不是家庭式处理方案,但介入项目的患者能够经由过程他们在实验中的反应来协助关注和革新设想。公司能够运用本身的零件对腿举行原型设想,以加强设想。而且,研讨职员能够应用项目网站来议论设想和掌握方面的修正和发起。

“这代表了研讨的将来 – 开源机械人硬件和带同享代码的嵌入式体系的疾速原型设想,”Rouse说。

该团队此前曾在2018年IEEE生物医学机械人和生物电机一体化大会上展现了这一希望。本文包含第一作者Alejandro Azocar,博士。密歇根大学机械工程专业门生,以及Dephy Inc.团结创始人Luke Mooney

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