La inteligencia artificial (IA) puede ayudar a mejorar los movimientos de un exoesqueleto, facilitando que las personas gasten menos energía y reduzcan sus niveles de energía. Un estudio que se publica hoy en la revista. Naturaleza presenta un controlador superinteligente que verifica datos de inteligencia artificial y simulaciones virtuales para emprender estructuras robóticas sin necesidad de pruebas humanas. Estos dispositivos mejoran el movimiento de las personas sin discapacidad, pero adaptarlos requiere trabajo y dinero. «Las pruebas en humanos durante el desarrollo de controladores exoscópicos llevan mucho tiempo», explica Hao Su. Profesor de ingeniería mecánica y aeronáutica de la Universidad de Carolina del Norte, autor principal del estudio. “Hacer un entorno de simulación mejora el proceso de desarrollo y, con un modelo suficientemente preciso, se pueden someter a sujetos similares con límites o efectos de movimiento específicos. Esto reducirá el esfuerzo y los efectos de los diferentes temas, así como la logística de las reuniones para los ensayos”, agregó.
Los exoesqueletos portátiles del estudio corresponden a diferentes articulaciones del cuerpo: estructura, tronco, hombre y mano. Estos dispositivos ayudan a reducir el esfuerzo físico de una persona, por ejemplo, en el caso de un trabajador de una fábrica o un astronauta. Facilite los viajes y el trabajo a los cocineros colocando otros electrodomésticos solos para ayudarles en el viaje. Si el mercado requiere un 100% de trabajo, explica Su, el robot proporciona un 30% de ayuda, de la misma manera que los humanos sólo necesitan un 70% de trabajo. En el caso de los astronautas, el robot ayuda a evitar la pérdida de masa e imitar un paso normal en lugares de microgravedad: «La descarga del esqueleto durante estancias prolongadas en la gravedad reduce el riesgo de pérdida de densidad y fuerza de los océanos. «.
El dispositivo se puede colocar en una o más juntas de la piedra e incorpora motores para duplicar o extender la junta, según Alexandra S. Voloshina, profesora del departamento de ingeniería mecánica y aeronáutica de la Universidad de California, en un comunicado adjunto. documento. estudio. De esta forma, “permitir que los músculos de la piedra se relajen y que el sistema asuma la carga de trabajo”, añade. Para Juan Ernesto Solanes, catedrático de ingeniería de sistemas y automática de la Universidad Política de Valencia y ajeno al estudio, el sistema también ofrece otras ofertas: «Se puede configurar para transferir el peso de los brazos al núcleo del cuerpo, reducir ésteres. físico. Su capacidad para reducir el esfuerzo físico inherente a ciertos trabajadores reduce el riesgo de lesiones musculoesqueléticas para los trabajadores”.
Hoy en día, el desarrollo de un exoesqueleto requiere de un largo proceso de experimentación con muchas personas. El modelo de estudio se basa en los datos reales de una persona específica, es decir, el modelo digital de una persona ayuda en el final de sus movimientos. La inteligencia artificial relaciona los datos de articulación del cuadro (ángulo y velocidad), por ejemplo, con el perfil generado por el exoesqueleto. Además, el coste de un exoesqueleto es muy elevado porque implica horas de pruebas con humanos. En general, el precio oscila entre 46.000 y 116.000 euros. Sin embargo, el dispositivo del estudio será más barato: «Prevemos pagar un precio de venta de 2.000 y 3.000 dólares (entre 1.800 y 2.800 euros) gracias a la innovación del material tenemos algoritmos basados en inteligencia artificial”, añadió Su.
Las limitaciones actuales de los exoesqueletos dependen de una fuente de energía externa para funcionar, según Solanes. Sin embargo, la estructura robótica del sector de investigación generó una importante reducción de la carga metabólica hasta el final, con una reducción del desperdicio de energía del 24,3% al rodar, del 13,1% al correr y del 15,4% al sufrir aumentos. «Este trabajo es una realidad en la ciencia ficción, lo que permite a los personajes desperdiciar menos energía realizando distintas tareas», añadió Su.
En el menú de exoesqueletos que no tienen en cuenta la comodidad del usuario ni la limitación de su movimiento natural, según Solanes, explica: «La interacción hombre-máquina debe ser lo más natural posible para que el dispositivo sea útil y menos intrusivo. Agregaste: «Puedes tener el efecto contrario al deseado, causando fatiga mental o daño físico al usuario». El cansancio mental debe ser el de quien se adapta constantemente a la asistencia proporcionada al exoesqueleto, impidiendo una interacción natural”.
El algoritmo impulsado por la inteligencia artificial del sistema ayuda tanto a jóvenes como a mayores. El exoesqueleto de cadera ofrece mejoras para personas sin discapacidad, en actividades como caminar, correr y realizar escaladas. “Reflexiona sobre la reducción de los costes metabólicos que supone la realización de estas actividades, lo que permite al usuario trabajar durante periodos de tiempo más prolongados”, explica, quien también ha desarrollado un exoesqueleto pediátrico de varilla que mejora la movilidad de niños con parálisis cerebral en entornos comunitarios. La parálisis cerebral infantil afecta cada vez a un total de 500 niños en España, según la Confederación Española de Asociaciones de Personas con Parálisis Cerebral.
Los expertos están trabajando en la investigación y coinciden en que el método es válido para la investigación del desarrollo de exoesqueletos. Sin embargo, Massimo Cenciarini, catedrático de ingeniería mecánica de la Universidad Política de Cataluña, se preocupa por sus funciones en actividades como saltar, o en las tareas más dinámicas como hacer, levantar o sentir. En el gran avance del control del exoesqueleto, Cenciarini admite que puede requerir más trabajo en pacientes con lesiones parciales de la médula espinal o pacientes con ictus.
El sistema puede generar errores si los datos de mantenimiento están incompletos o incompletos, o por una mala selección de la arquitectura, ciertamente, y si la tarea en cuestión es muy difícil, habrá dificultades para encontrar una buena solución. Gracias a ella, Cenciarini vaticina: “Este método podría conducir a una aceleración del desarrollo político del control de otros exoesqueletos y acelerar el desarrollo de exoesqueletos para la asistencia y rehabilitación de traumatismos neurológicos que afectan el movimiento, como la enfermedad de Parkinson. o un derrame cerebral”.
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