Press "Enter" to skip to content

Enabling New Steps with Exoskeletons | Arvid Keemink | TEDxErasmusUniversityRotterdam


hai notato tutti questa cosa incredibile I
appena fatto
e scommetto che in realtà molti di voi
potrebbe aver fatto la stessa cosa prima
ti siedi e sto parlando naturalmente
riguardo a quello che sto facendo adesso
bilanciamento in piedi è qualcosa che
si sente così naturale e quindi così facile
alla maggior parte di noi ma quando la guardi dentro
dettaglio vedi che in realtà è abbastanza
incredibile perché ancora coinvolge tutto
queste diverse fonti di informazione
informazioni da ciò che i tuoi occhi percepiscono
informazioni dal tuo orecchio interno da
le tue articolazioni dai muscoli della gamba
e quindi dedicare i suoi circuiti nel tuo
colonna vertebrale e il tuo cervello deve integrarsi
tutte queste informazioni molto velocemente e
quindi decidere quali muscoli attivare a
che ora e in che modo accertarsi
che puoi andare al frigo o quello
Mi piace in questo caso posso camminare sul
fase senza cadere ma abbiamo avuto
sempre stato bravo in questo ci vuole molto
di tempo per padroneggiare questo molto difficile
abilità da bambina ci ha messo anni
impara come stare in piedi a piedi e in equilibrio
ma quando finalmente puoi farlo, puoi farlo
fare tutto questo versatile molto sorprendente
cose che possono eseguire possiamo trotto si può
salta e quando siamo in viaggio possiamo recuperare
abbastanza bene e lo stesso vale per se a
prepotente
ti spinge sei colpito da una folata di vento
questo rende il nostro camminare abbastanza robusto come
lo chiamiamo e se guardo il tuo e il mio
camminando vediamo che in realtà è molto
simile e questo è perché abbiamo
corpi simili ma camminare è un’evoluzione
strategia per questo problema molto semplice
portare il tuo corpo da A a B in a
modo un po ‘ energeticamente efficiente senza
farsi male ma ora immagina che tu
non posso più camminare
quindi questo è nique
ha perso quasi tutta la funzione della gamba
a causa di traumi medici che lo rendono un
paziente ferita del midollo spinale che non può
sentire le sue gambe più
egli può attivare questo il suo gambe un
piccolo ma non può assolutamente sopportare
e cammina più e per questo lui
deve passare la maggior parte dei suoi giorni all’interno di un
sedia a rotelle e anche se puoi vivere a
vita molto appagante di essere in a
adempiendo la vita e l’ essere in a
la sedia a rotelle sempre seduta può condurre
a diversi problemi, ad esempio no
usando le tue ossa e muscoli faranno
loro atrofizzano diventano più piccoli e
più debole e quando le tue ossa quando le tue
i muscoli diventano più piccoli si avvicinano
alla pelle e quando ti siedi
ottenere più punti di pressione e quindi
fonte di pressione o ulcere da pressione quando
non usi le articolazioni della gamba
possono bloccare e puoi danneggiarli
e in effetti muovi le gambe più tardi
e quando sei sempre seduto
c’è una possibilità che tu sviluppi
anche problemi intestinali ed essere in a
la sedia a rotelle potrebbe renderti più dipendente
su altre infrastrutture intorno a noi è
ancora non è l’ideale per gli utenti di sedie a rotelle
purtroppo e perché sei più vicino
a terra potresti aver bisogno di aiuto da
gli altri per ottenere qualcosa per voi per
esempio da uno scaffale in alto e durante
interazioni sociali non sei mai veramente
a livello degli occhi con la tua conversazione
partner che potrebbe portare a problemi con
autostima ma Nick non è solo dentro
questo ci sono molte persone che non possono
camminare più a causa di qualche tipo di infortunio
e hanno tutti il ​​loro set specifico
di problemi e quindi i miei colleghi
e io alla robotica da indossare
laboratorio presso l’Università di Twente
voglio aiutare persone come Nick che vogliamo
sviluppare il dispositivo di assistenza ideale che
può portarli fuori dalla sedia a rotelle per
farli stare in equilibrio e camminare
di nuovo e le nostre soluzioni con questo
il problema è che è stato robotizzato
esoscheletro un esoscheletro è un robot
che indossi il tuo corpo
motori nell’esoscheletro loro
aiutarvi a muovere le vostre articolazioni e il
struttura di supporto totale assicurati che
tutto rimane al suo posto che può
applica forze sul tuo corpo e anche
applicare le forze attraverso il pavimento in questo
potrebbe suonare l’ esoscheletro robotizzato
futuristico ma in realtà non è come te
puoi vedere qui in questo disegno satirico
dal 1830 circa in cui l’artista disegnò
un esoscheletro alimentato a vapore per i ricchi
nella stessa immagine ha anche disegnato
veicoli a vapore e veicoli a motore
veicoli volanti a vapore che
sarebbe diventato le auto e gli aerei che
è diventato realtà di diversi decenni
in seguito ha anche capito molto bene che se
il tuo esoscheletro si esaurisce
hai bisogno di un serpente per farti andare
di nuovo ma in realtà uno dei primi
scheletri in eccesso è stato sviluppato da
General Electric è stato chiamato il
Hardiman ed è stato sviluppato nel
Anni ’60 e l’uso dell’idraulica
questo aumento di forza del corpo intero
esoscheletro che ti permette di trasportare
centinaia di chilogrammi di avambraccio e anche
camminarci ma a causa del limitato
hardware al momento era difficile
controlla questa interazione per essere sempre
stabile e grazie alla sua elevata resistenza
era molto pericoloso per l’operatore e
potrebbe ferire gravemente l’operatore
e anche se non sembra che esso
era in realtà mai usato con un reale
persona dentro ma batterie ad alta potenza
e motori a coppia elevata consentivano diversi
decenni dopo per i robot mobili e cosa
i controller nell’Artemon
provato con l’ esoscheletro degli anni ’60
realizzare ora potrebbe essere fatto in
controllori computerizzati che possono
in realtà anche molti più intelligenti
e compiti complessi e quindi il nuovo
generazione di robot motorizzati
gli esoscheletri erano pronti per rinascere a
l’inizio di questo millennio possiamo quindi
chiediti perché non vediamo
esoscheletri tutto intorno a noi quindi solo
come le macchine e gli aerei
ci sono diversi motivi per questo e
uno di loro potrebbe davvero essere il
gruppo target relativamente piccolo che
porta a costi relativamente alti ma
inoltre progettando e sviluppando
un tale esoscheletro ha un aspetto davvero unico
e sfide difficili rispetto a
progettando un robot umanoide completo e
ci sono solo alcune cose che noi
Non so ancora come fare a farlo
esempio se guardiamo al
design elettromeccanico che vorremmo
piace a tutta la struttura di essere
leggero perché la persona dentro
in realtà prende più peso ma
non vuoi che diventi flessibile e
traballante per questo perché lo fa
è troppo difficile da controllare, quindi aggiungiamo di più
materiale per l’esoscheletro questo rende
è voluminoso e ti fa farcela
impossibile per voi a sedersi nella vostra
sedia a rotelle e più grandi sono i motori e
batterie e più motori e
le batterie che scegli metti sul tuo
esoscheletro più motori e
batterie che a loro volta sarà necessario
spostare tutto quel peso intorno e questo è
in contrasto con il fatto che tu
in realtà vorrebbe avere molti motori
per dare effettivamente le gambe di più
quantità di libertà se possibile un’altra
problema è sbagliato con il controllo del
il controllo descrive efficacemente come
uscita Kelton si comporta la sua intelligenza e la
la sua utilità in questo momento
controllo avanzato dell’esoscheletro
per la maggior parte degli accessi commerciali e accademici
scheletri registrati su una riproduzione cittadina
movimento congiunto e questo tipo di opere funziona bene
se usi anche le stampelle
efficacemente in piedi su quattro gambe
perché quando riproduce questo
moti comuni non può davvero rispondere
a qualsiasi cosa inaspettata e l’ ultima
problema e forse anche il più grande potrebbe
essere quello dell’interazione uomo-macchina
e come farlo bene come possiamo
assicurarsi che l’utente che utilizza il dispositivo
si fida effettivamente di ciò che è l’esoscheletro
facendo come possiamo assicurarci che l’utente
in grado di comunicare la propria intenzione della
dispositivo senza dare comandi espliciti
piace
pulsanti o voce quanto sarebbe il
dispositivo in realtà conoscono la sua
ambiente e rispondere per fare piani
secondo questo e come dovrebbe il
il dispositivo lo comunica all’utente
in realtà, semplicemente non conosciamo e gli umani
sono piuttosto soffici e tutto può
allungare la pelle e questo rende difficile
perché l’esoscheletro si regga correttamente
a te e per muoverti e applicare le forze
su di te esattamente il modo in cui
piacerebbe e lesioni del midollo spinale
i pazienti possono tutto ciò che vengono in tutto
diverse forme e dimensioni intendo questo
letteralmente ma anche nel senso di cosa
possono e non possono più fare alcuni
le persone con paralisi alle gambe soffrono
da quello che chiamiamo muscolo involontario
spasmi così quando lo scheletro in eccesso lo farebbe
essere a piedi loro che potevano accidentalmente
attivare le loro gambe senza sapere e
sarebbero contrari ma il
esoscheletro sta cercando di fare e come può
lo separiamo dall’intenzione dell’utente extra
se ci sono alcune funzioni e
altri potrebbero essere molto peggio di così
non riescono nemmeno a bilanciare la propria tomaia
corpo e poi come possiamo sviluppare a
soluzione unica in grado di supportare tale
ampia varietà di pazienti o
indagare su tutti questi problemi che abbiamo
sviluppato il nostro esoscheletro di ricerca
prototipo che ti dà molto gamba
di libertà in movimento, quindi ti dà due
nell’anca uno nel ginocchio e uno dentro
la caviglia un po ‘più di libertà pure
per un corretto allineamento e il design è
completamente modulare in modo da poter prendere solo il
parti che ti servono per il tuo specifico
problema e possiamo adattarlo a diversi
dimensioni del corpo in modo che possa essere utilizzato per molti
persone diverse con le loro specifiche
i problemi
come puoi vedere qui in questa immagine
dove è il mio collega abile
indossando le parti inferiori del dispositivo
e i motori di questo dispositivo possono essere applicati
Forza molto accuratamente, quindi possiamo farlo molto bene
presto inizia ad allontanarsi da questo
mozioni congiunte preregistrate e in realtà
inizia a guardare in questo più intelligente
strategie di controllo basate sulla forza e neek
quello che ho mostrato all’inizio è un
test pilota e il nostro dispositivo e con lui
ci siamo allenati per gli eventi cyber-flown
quelli sono come i Giochi Paralimpici ma
allora dove i piloti usano i loro esoscheletri
camminare su tutti i diversi tipi di
terreno per esempio in questa immagine loro
camminare su terreno irregolare o hanno bisogno di
andare su e giù per le scale e le pendenze
devono sedersi in piedi devono farlo
zigzag o mostrare che potevano posizionare
i loro piedi in qualsiasi posizione che sia
richiesto e i piloti insieme a X
scheletro che fa queste cose
i più veloci senza intervento vincono
questa competizione e insieme al porro
ci alleniamo nel nostro laboratorio di robotica per questi
eventi in modo che possiamo imparare cosa fa
e non funziona bene nella nostra corrente
design nel nostro controllo e questo
la concorrenza spinge davvero la tecnologia
in avanti per noi e per tutti i
concorrenti perché ci mostra come
dovrebbe aggiornare il nostro progetto attuale ma
anche come dovremmo ripensarci e aggiornarci
il suo successore in modo che possiamo sperare
letteralmente superare la concorrenza nel
futuro quindi ti ho mostrato ormai
siamo partiti e abbiamo fatto trapelare
e le persone come lui fuori dal
sedia a rotelle per farli alzarsi e
camminare ha di nuovo le conversazioni faccia a faccia
faccia e sarai in grado di ottenere le cose
da quello scaffale in alto ma siamo decisamente
non ancora pienamente lì
ma più siamo competitivi
che in realtà impariamo e più siamo noi
prova meglio possiamo fare il prossimo
generazione di dispositivi perché noi
immagina un futuro in cui Renick possa camminare nel suo
esoscheletro senza uso di alcuna stampella
pronto dove il robot sarà integrato
nel vestire agirà come un
agente di intelligence completamente bio-ispirato
ma per essere in grado di arrivare dobbiamo
lavorare come un team multidisciplinare di
scienziati del movimento scienziati neuro
ingegneri meccanici e robotici
scienziati di materiali e tessuti e di
Ovviamente molti utenti finali come me sono
già lavorando su robot flessibili
perché le persone di solito hanno ancora il loro
possedere un esoscheletro interno che puoi eliminare
con la grande struttura di supporto e
solo sostenere il movimento e così via
vestito è molto più appariscente molto
più leggero e possibilmente molto
meno costoso quindi ci allontaneremo da
questi supporti metallici pesanti e di grandi dimensioni
strutture ed esoscheletri saremo
andando verso queste tute flessibili EXO
in grado di supportare il tuo equilibrio e
camminare in tutte le circostanze e a
essere in grado di fare il secondo che stiamo lasciando
essere ispirati dalla natura perché
ci rendiamo conto di quanto siano incredibili gli umani
camminando così guardiamo alla fissione artificiale
vedremo l’ artificiale nel tuo
orecchio e articolazioni artificiali e ottenere questo
informazioni e metterlo in un
spina artificiale artificiale con neurale
circuiti che mimano i riflessi e
meglio i generatori che guideranno
modelli specifici della persona di muscoli e
tendini che applicano forze virtuali su
l’esoscheletro che a sua volta si applica
forze molto reali sul corpo umano e
speriamo che questo faccia l’esoscheletro
sentirsi come una naturale estensione al
gambe e noi estenderemo la colonna vertebrale con
un cervello artificiale e può imparare da
le sue azioni possono prevedere le conseguenze
delle proprie azioni e per ogni singolo
persona con una forma e un tipo di corpo unici
con le loro uniche capacità residue
evolverà in modo molto specifico come
supportarli in modo ottimale a tutto questo
allineare i desideri del dispositivo con
quelli dell’utente in modo personalizzato
esoscheletro alimentato arriverà nel
futuro
ma prima di arrivare là c’è proprio così
molto ancora indagare sulla ricerca e
per esplorare stiamo solo ora facendo
i nostri primi passi grazie
[Applausi]
Please follow and like us: