По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 007.52

Интеллектуальная система управления экзоскелетом

Степанов М.А. КНИТУ им. Туполева, Казань, 420111, Казань, ул. Карла Маркса, 10, e-mail: mishganmishg@rambler.ru

В данной статье рассмотрены основные проблемы взаимодействия человека и машины, гибридизация. Проанализированы современные методы решения на основе систем искусственного интеллекта. Выявлена и обоснована необходимость использования различных методов для решения данного вопроса. На основе проведенного исследования автором предлагается выделить общее в этих подходах для систематизации полученных знаний и использования их в дальнейших комплексных исследованиях. Сравнительный анализ показал способ решения проблемы кинематики во взаимодействии человека и машины для решения сложных задач и приоткрыл вопросы дальнейшего исследования в данной теме.

Литература:

1. Hardiman, G. E. I powered exoskeleton // Сборник статей // http://cyberneticzoo.com/man-amplifiers/1966–69‑g-e-hardiman-i-ralph-mosher-american/

2. Do You Even Lift, Bro? Hardiman Was GE»s Muscular Take On The Human-Machine Interface//Сборник статей// https://www.ge.com/reports/do-you-even-lift-bro-hardiman-and-the-human-machine-interface/

3. Japanese robotics and technology company most noted for the marketing and distribution of the HAL 5 robotic exoskeleton suit. https:// www.cyberdyne.jp/

4. IEEE Xplore is temporarily unavailable https://www.youtube.com/ watch?v=fy7ipDAyXtI

5. Online Reinforcement Learning Control for the Personalization of a Robotic Knee Prosthesis //Сборник статей // https://ieeexplore.ieee.org/document/8613842

6. Human-in-the-loop optimization of hip assistance with a soft exosuit during walkin //Сборник статей// https://robotics.sciencemag.org/content/3/15/eaar5438

7. Набедренный экзоскелет убережет пожилых от падений // Сборник статей. https://nplus1.ru/news/ 2017/05/13/fall

8. New deals could help scientific societies survive open access // Сборник статей. https://science.sciencemag.org/content/356/6344/1280/

9. An extreme magneto-ionic environment associated with the fast radio burst source FRB 121102 // Сборник статей. https://www.nature.com/articles/srep46721

10. Explore scientific, technical, and medical research on ScienceDirect // Сборник статей https:// www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921889014001730? via%3Dihub#a000010

Задача науки изучать непознанное мироздание и использовать это на благо всем нам. Цель данной статьи не красивые сказки, а решение проблем взаимодействия человека и машины. Мы все знаем, что человеческая природа совершенна. Только бывает множество ситуаций, когда мы попадаем в трудные условия и наши возможности страдают. Первым экзоскелетом был Hardiman (Хардиман) [1]. Hardiman начал в 1965 г. как совместный проект армии и флота по созданию мощного экзоскелета, который мог бы «усилить» человеческую силу в 25 раз — таким образом, максимальная нагрузка в 1 500 фунтов выглядела бы для пользователя как поднятие 60 фунтов. Спонсоры проекта хотели машину, которая могла бы перемещать груз или оборудование. Экзоскелет, который сам весил 1 500 фунтов, был фактически двумя костюмами — один внутренний «скелет», прикрепленный к оператору, и внешний, который нес объекты. Киборги стали частью популярного воображения, а тем более искусственного интеллекта, исследователи сосредоточили свое внимание на системах «человека». Люди предоставят мозг, а машины — мускулы. «Человек и машина могут быть объединены в единую симбиотическую единицу, которая будет работать по существу как одна встроенная система», — написал инженер проекта GE Ральф С. Мошер для Общества инженеров автомобильной промышленности. Задача заключалась в том, чтобы выяснить, как операторы-люди могут с помощью механизма обратной связи «чувствовать» объекты, к которым прикоснулся Хардиман.

Мошер Р. хотел избежать создания машины, которая уничтожит все, к чему он прикасался. Сильный робот или экзоскелет, одетый в человека, скорее всего, оторвал бы дверь от петель, а не почувствовал сопротивление на ручке и просто открыл ее. Робот, «получивший стул для переноски, может разорвать его на части из‑за неспособности почувствовать или интерпретировать структуру стула так, чтобы он был раздвинут. Аналогично, если бы он попытался вставить стержень в плотно прилегающую трубку, он, вероятно, слишком сильно толкнул бы под неправильным углом и смял бы стержень. Таким образом, Hardiman потребуется обратная связь кинестетической силы, чтобы оператор мог чувствовать окружающую среду. «Он должен быть способен обнаруживать большие или малые изменения силы и положения и точно передавать эту информацию человеку-оператору», — написал Мошер Р. Сложность 30‑суставной экзоскелетной системы означала, что исследователи должны были разработать совершенно новые системы контроля и обратной связи. Они, очевидно, достигли этого, но их отчеты не объясняют как. Несмотря на инженерные прорывы проекта, сам экзоскелет так и не смог пройти стадию прототипа из‑за его веса, отсутствия стабильности и проблем с электропитанием.

Для Цитирования:
Степанов М.А., Интеллектуальная система управления экзоскелетом. Главный механик. 2019;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: