智慧應用 影音
未來車產業價值鏈平台
榮耀會員

美大學團隊設計出更安全舒適的外骨骼裝置

密西根大學新的外骨骼研究更重視用戶的安全與舒適。法新社

美國密西根大學(University of Michigan)研究團隊經過不斷測試,開發出一套不借助外力也能協助用戶完成坐到站(sit-to-stand)動作的外骨骼系統。這項研究成果未來也可應用到更多不同類型的機器人系統。

據The Robot Report報導,類似以往的坐到站活動外骨骼研究,多採用較簡化的縱切面模型,而密西根大學團隊的研究模型同時整合了3D空間。研究人員表示,要分析3D空間中非線性系統的穩定度,比起線性系統困難許多,如果再將用戶的安全與舒適列入考量,又進一步加深了挑戰難度。

為了解決這個複雜的難題,研究團隊將挑戰分為三個部分:建立外骨骼3D模型、設計坐到站動作,以及執行動作測試,確保系統能達成目標,同時維持用戶的安全與舒適。

目前市面上只有REX Bionics的REX,以及Wandercraft的Atalante外骨骼系統,可不需外力協助完成坐到站動作,其中Atalante是特別針對動態步行所設計。研究團隊於是利用Wandercraft所提供的通用機器人描述檔案,為坐到站動作進行建模。

靜態的坐到站動作講求每個中介姿勢的穩定,反觀動態動作則是以連續軌跡為基礎。儘管靜態動作的內在穩定性看似比動態動作更具吸引力,但靜態動作的軌跡限制,往往會與硬體產生相當大的衝突。

為能以用戶的舒適安全為前提,找出最適當的外骨骼系統操作範圍,研究團隊在不同用戶、座椅高度、不對稱扭矩輸出、無外力協助等各種系統條件下,進行了穩健性測試,研究團隊也藉由測試對兩種坐到站動作進行分析。

這項研究探討了外骨骼如何在各項限制下成功完成任務,並同時確保用戶安全,未來也可運用在雙足機器人等其他系統的研究。

  •     按讚加入DIGITIMES智慧醫療粉絲團
更多關鍵字報導: 機器人 機械外骨骼