Топ Новини

Інженери створили штучні ноги, найбільш реалістично копіюють ходу людини (відео)

11 липня 2012 в 19:07
Вчені відтворили "в металі" роботу так званого центрального генератора впорядкованої активності (CPG). Ця частина нервової системи, що знаходиться в поперековому відділі спинного мозку людини, дозволяє людям ходити, не замислюючись. Більш того, винахід американців не просто досить реалістично відтворює ходу людини. Він також демонструє роботу м'язів людей при ходьбі, що може стати в нагоді в медицині.
o_650258.jpg
University of Arizona

Аспірантка Тереза ​​Клейн (Theresa Klein) і доктор Ентоні Льюїс (Anthony Lewis) з університету Арізони створили роботизовані ноги, що складаються з тазостегнового, колінного, гомілковостопного суглобів і дев'яти "м'язів".

Для початку вчені відтворили "в металі" роботу так званого центрального генератора впорядкованої активності (CPG). Ця частина нервової системи, що знаходиться в поперековому відділі спинного мозку людини, дозволяє нам ходити.

Так, робота цього центру допомагає малюкам навчитися синхронно пересувати ноги, а значить, і навчитися ходити. (Нервова система поступово вчиться задіювати обидві ноги в загальному ритмі, визначати яка поверхня, на яку ступає нога, щоб збалансувати силу, з якою силою потрібно притискати стопу до підлоги, і так далі.)

Найпростіший штучний CPG включає в себе всього два нейрони, що передають сигнали м'язам збудження і гальмування, які в свою чергу можуть вироблятися тільки парно.

На основі цієї спрощеної моделі інженери з Арізони створили робоноги, що рухаються від моторів, які натягують стрічки з кевлара. Таким чином вчені повторили скорочення м'язів. Кожен штучний "мускул" при цьому був оснащений сенсором, який надсилав до CPG інформацію про натяг стрічки під час різних фаз кожного кроку.

Виходить, що нова розробка не просто копіює (контролює) рух, а й отримує відповідь від деяких частин механізму. Це безперечно нове слово в робототехніці пересування.



Вісім моторів, від яких рухаються штучні м'язи, розташовані у верхній частині кожної ноги і ще по одному в колінах. Даний підхід дозволив розподілити вагу машини таким чином, щоб робот (представлений поки що лише у вигляді нижньої частини тулуба) постійно нахилявся вперед. Щоб вся установка при цьому не завалювалася на підлогу, її підтримує спеціальна стійка.

На відміну від людини хода механічного новачка небагато жорсткіша, до того ж, він не до кінця розгинає коліна. "Ріст" самоходів з повністю випрямленими ногами становить 55 сантиметрів, а вага 4,5 кілограма.

Винахід американців не просто досить реалістично відтворює ходу людини. Він також демонструє роботу м'язів людей при ходьбі, що може стати в нагоді в медицині. Наприклад, лікарі можуть, спостерігаючи за нею, зрозуміти, як люди з ушкодженнями спинного мозку може знову почати ходити, які м'язи треба належним чином стимулювати після отриманої людиною травми.

Тереза ​​Клейн заявляє, що побудована модель людських ніг також може лягти в основу більш складного штучного CPG.

Детально свої досягнення дослідники із США описують у відкритій статті в Journal of Neural Engineering.
 

Теги
Помітили помилку?
Будь ласка, виділіть її мишкою та натисніть Ctrl+Enter
Немає коментарів
Реклама
USD 25.77
EUR 27.74
Останні новини