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AI驱动外骨骼机器人重大突破!最便宜机型一年内降至1500美元

发布日期:2024-08-27 13:42 浏览次数:

  

AI驱动外骨骼机器人重大突破!最便宜机型一年内降至1500美元

  拜AI技术之赐,外骨骼机器人(exoskeleton,或称穿戴式机器人)将在能量节省、协同辅助、开发成本上获得重大突破,再加上创新的硬件设计,进而让售价从当前最便宜机型的50,000美元的价格,在未来一年内降至1,500美元。

  北卡罗莱纳州立大学(NCSU)与北卡罗莱纳大学教堂山分校的研究人员开发突破性的AI驱动外骨骼机器人,能在人体运动时提供前所未有的能量节省效益,甚至让用户感觉身体仿佛少了26磅负荷,进而显著升运动表现,并且让生活上的活动效率大增。

  革命性外骨骼机器人秘密在于精细复杂的数字分身模拟(digital twin simulation)技术,该技术让人类与机器共存,通过数百万次迭代学习和调适,以达到完美的身体辅助。如今这款外骨骼机器的AI算法还在开发中,相对于专注于模拟和游戏的传统机器学习,算法直接朝向增强人类能力的新领域发展。

  研究人员采用了数据驱动和物理资讯的强化学习(reinforcement learning)方法,确保他们的可穿戴式机器人不仅极具智能,运行上也很直觉。这项尖端技术能将机器人设备传感器搜集资讯,直接转换成相应的辅助扭矩,中间没有任何其他步骤,实现点到点控制。

  最令人惊叹的是,这款外骨骼机器人能在包括走路、跑步和爬楼梯等多种活动提供协同辅助。学习控制器会自动适应每个用户不同的运动模式,无需手动控制即可无缝调适活动之间的过渡。经实测发现,在最先进的便携式外骨骼机器人中,这款外骨骼机器人在步行(24.3%)、跑步(13.1%)和爬楼梯(15.4%)方面实现了最大的代谢成本降低。

  尽管当前这款外骨骼机器人由于研发成本和致动器的原因,所以会维持在5万至12万美元高价位区间。但研究团队可以通过高效模拟学习框架的使用大幅降低研发成本,允许计算机模拟快速设计和测试,不需要人体和实体机器人密集测试。

  团队表示,接下来计划创新硬件设计,也就是低齿轮比、高成本效益且高扭矩的电动马达,实现真正可负担且易获得的外骨骼机器人。约一年内团队可实现售价1,500-4,000美元目标,打造完全没有行动障碍的世界。