Yapay zeka destekli, insanüstü refleksler sağlayan robotik çizmeler vücut dengesinin korunmasına yardımcı olabilir. Dengeyi geri kazanmaya yardımcı olmak için, robotik dış iskeletlerin insan reflekslerinden daha hızlı olması gerekiyor.
Araştırmacılar, giyilebilir ayak dış iskeletlerinin, deneklerin yalnızca kaslar harekete geçmeden önce etkinleştirildiklerinde ayakta durma dengesini geliştirmelerine yardımcı olduğunu buldu.
Reflekslerden daha hızlı robotik çizmeler dengeyi artırıyor
Giyilebilir robotlar, yaşlı insanların hareket kabiliyetlerini korumalarına ve belden aşağısı felçli hastaların hareket kabiliyetlerini geri kazanmalarına yardımcı olmayı vaat ediyor. İnsanları daha güçlü ve daha hızlı hale getirmeye yardımcı olabilirler. Ancak şimdiye kadar, insanları düşmekten alıkoyma konusunda pek iyi değiller.
İnsan dengesi karmaşık bir danstır ve en gelişmiş robotlar ve robotik dış iskeletler gibi giyilebilir cihazlar bile beyinlerimizin ve bedenlerimizin bizi dik tutmak için nasıl birlikte çalıştığını taklit etmekte zorlanıyor. Georgia Institute of Technology ve Emory Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından yapılan yeni bir çalışma, denge sorununu çözmeye yönelik ilk adımı atıyor.
Yeni çalışma, dengeyi artırmanın anahtarının, insan tepki sürelerinden daha hızlı hareket edebilen botlara sahip olmak olduğunu gösteriyor.
İnsanlar kaydığında veya sendelediğinde, dengelerini yeniden kazanma tepkileri bazı makinelerin gösterebileceğinden çok daha yavaştır. İnsanlarda ve diğer bacaklı hayvanlarda, biyolojik sensörlerin sinir sistemine sinyal göndermesi ve ardından kasları çalıştırması zaman alır. Robotlar, sinyallerini göndermek için sinirler yerine kabloları kullanarak çok daha hızlı hareket edebilirler.
Ancak robotlar, denge sağlama konusunda hâlâ kötü bir şöhrete sahip, çünkü dengeleri bozulduğunda insanların nasıl tepki verdiğini henüz taklit edemiyorlar.
Biyomekanik mühendisleri ve rehabilitasyon fizyolojisi araştırmacıları, çalışmada, güçlendirilmiş alt ekstremite dış iskeletleri veya protezler gibi giyilebilir robotların dengeyi normal bir temel çizginin üzerinde ve ötesinde geliştirip geliştiremeyeceği sorusuna cevap aradı.
Sağlıklı genç katılımcıların, kelimenin tam anlamıyla "ayağını kaydırmak" için motorlu bir zemin kullanan bilim insanları onları yere doğru itti.
“Onlardan ayakları yerinde dengede durmalarını istedik, ancak bazen kayma o kadar büyüktü ki, yüzlerini yere dikmekten kaçınmak için bir adım atmak zorunda kaldılar. Ardından, robotik botları (exo-boots) katılımcılara ya doğal tepkileriyle aynı gecikmeyle ya da yapay olarak insanların yapabileceğinden daha hızlı bir şekilde yardım etmesi sağlayacak şekilde programladık ve bunu hiç exo-boot yardımı vermemekle karşılaştırdık.”
Araştırmacılar, yalnızca, yumruk karşısında insan tepkisini yenen modun kullanıcıların dengeyi daha hızlı toparlamasına yardımcı olduğunu ve kendilerini toparlamak için bir adım atmalarını engellediğini görünce şaşırdıklarını söylüyorlar.
“Aynı zamanda, cihazın temel denge tepkilerini taklit edip etmediğini veya potansiyel olarak müdahale edip etmediğini görmek için exo-boot "test pilotlarımızın" fizyolojik tepkilerini kaydetti. Ultrason kullanarak, kayma sırasında baldır kaslarının nasıl gerildiğini görmek için derinin altına bakabiliriz. Kas esnemesi, sinir sisteminin denge reaksiyonunu başlatmak için ihtiyaç duyduğu kritik duyusal sinyalleri üretir.”
İnsandan daha hızlı olan yapay zeka destekli robotik botun denge tepkisi baldır kası gerilme sinyallerini ortadan kaldırdı, ancak aynı kaslara verilen kontrol sinyalleri, genel olarak sinir sistemine yanıt olarak devam etti. Bu bulgu, sinir sisteminin yerel kas gerilmesine tepki veren bir dizi basit refleksten daha fazlası olduğunu, bunun yerine hem ayakta hem de yürürken dik kalmak için vücuttan bilgi toplamak üzere hareket ettiğini vurgular.
Dengeyi sağlamak için giyilebilir teknoloji neden önemli?
İnsanlar dengeyi hafife alma eğilimindedir. Ancak her adımda düşme olasılığı vardır ve kötü düşmeler, insanlar yaşlandıkça sağlık sorunlarının başlıca nedenlerinden biridir. Araştırmacılar buradan oraya giderken dengeyi geliştirmek için yardımcı teknoloji geliştirebilirse, düşmeleri önleyebilir ve insanların daha uzun süre aktif olmasını sağlayabilir.
Kaynak: coe.gatech.edu theconversation.com
Editor - yesilodak.com