Бионический протез руки обзавелся зрением

10.05.2017

 

 

Последние статистические данные показывают, что в Великобритании ежегодно появляется около 600 новых ампутантов верхних конечностей, из которых 50% находятся в возрасте от 15 до 54 лет. В США прибавляется до 500 000 человек с ампутированными конечностями в год.

За прошедшее столетие протезы конечностей постепенно менялись, дизайн становился более эргономичным, материалы - легкими и прочными. Проблема в том, что для многих людей с ампутированными конечностями точкой отсчета являются их здоровые руки или ноги, по-сравнению с которыми любой протез кажется медленным и громоздким.

Современные протезы контролируются с помощью миоэлектрических сенсоров, которые считывают электромагнитные сигналы с оставшихся у человека мышц при их сокращении. Эти сигналы преобразуются в управляющие команды для актуаторов протеза. В отдельных моделях датчики размещаются не на поверхности кожи, а имплантируются в мышечную ткань и считывают сигналы непосредственно с нервных окончаний (этот подход в ряде стран не разрешен, поскольку считается, что действуя подобным образом, трудно избежать заражения).

Управление биопротезом требует практики, концентрации, и не является быстрым процессом.

Инженеры Newcastle University считают, что одним из главных барьеров при пользовании искусственными конечностями является отсутствие «отклика» протеза на окружающую среду. Стараясь решить эту проблему, они разработали принципиально новый тип бионической руки. На тыльной стороне ладони протеза установлена камера, подключенная к системе низкоуровневого ИИ. Сформированная таким образом система компьютерного зрения распознает объекты, которые находятся рядом с искусственной рукой. 

В процессе обучения системы ИИ, камере прототипа показывали много изображений одного и того же предмета под разными углами и с разных сторон, в разном освещении и на разном фоне. Задачей было - научить систему выдавать команды, формирующие конфигурацию пальцев, необходимую для того, чтобы взять конкретный предмет. Камера научилась распознавать около 500 различных объектов.  

Когда владелец протеза подносит его, скажем, к кружке, собираясь взять ее в "руку", камера делает снимок объекта, распознаёт его и за нескольких миллисекунд конфигурирует пальцы протеза в подходящий тип «захвата». Например, для бутылки с водой хват будет одним, а для ручки или карандаша – совершенно другим. После распознавания протез мгновенно, «интуитивно» реагирует на объект плавными движениями. Такой подход заметно ускоряет пользование протезом. По словам разработчиков, биопротез может двигаться и реагировать в 10 раз быстрее, чем другие представленные на рынке изделия. Подтверждение на то, что пользователь действительно хочет осуществить захват, а не просто проводит "рукой" мимо того или иного объекта, поступает с миографического датчика.

ИИ группирует предметы по размеру, форме и ориентации. Пока что команда запрограммировала «руку» для выполнения четырех различных «захватов»: нейтральное положение запястья ладони (например, когда вы берете чашку); запястье ладони повернуто вниз (например, чтобы поднять пульт телевизора); тройной захват (большой и два пальца напротив) и «щепотка» (большой и указательный палец). 

Разработчики утверждают, что за счет выбранных материалов, система не будет стоить дорого. Камера, которая позволяет «руке» «видеть», - это обычная веб-камера Logitech, а программное обеспечение, занятое распознованием объектов, обучить можно сравнительно недорого. Протез уже опробовали на небольшой группе добровольцев, и теперь его предложат пациентам в Freeman Hospital в Ньюкасле.

В процессе тестирования выяснилось, что в 10-20% случаев система, распознающая объекты, ошибается, неправильно определяя предмет. Поэтому следующие задачи, которые стоят перед учеными – это обеспечить пользователям возможность отказаться от действия при ошибки распознавания. Также они продолжат пополнять библиотеку образов в памяти ИИ. Разработчики утверждают, что для того, чтобы пользоваться их изобретением, не нужно приобретать новый протез. По их словам, любой современный протез с миографическим управлением можно адаптировать и превратить в смарт-систему.

К проекту Ньюкаслского университета присоединились специалисты из Университетов Лидса, Эссекса, Киля и Саутхемптона, а также из лондоского Империал Колледжа. Результатом совместных разработок в перспективе должен стать протез, похожий по-возможностям на тот, каким пользовался Люк Скайвокер из вселенной Звездных войн. Ученые, например, собираются добавить датчики для определения температуры и давления, которые смогут передавать полученную информацию от протеза непосредственно в мозг пользователя. Для этого электроды бионической конечности планируется обернуть вокруг нервных окончаний живой руки, что позволит мозгу напрямую общаться с искусственной «рукой». Благодаря этому, как ожидается, протезы впервые смогут приблизиться по функциональности и удобству пользования к настоящим конечностям.

+ +

  Публикации

Последние материалы

Метки
AGV ai BVLOS DARPA DIY DIY (своими руками) DJI Lely pick-and-place RPA VTOL аватары авиация автоматизация автомобили автомобили и роботы автономные аддитивные технологии андроиды анималистичные АНПА антропоморфные Арт архитектура аэромобили аэропорты аэротакси безопасность безработица и роботы беспилотники бионика больницы будущее бытовые роботы вакансии вектор вертолеты видео внедрения роботов внутритрубная диагностика водородные военные военные дроны военные роботы встречи высотные выставки газ Германия глайдеры горнодобыча городское хозяйство господдержка гостиницы готовка еды Греция грузоперевозки группы дронов гуманоидные дайджест Дания доение роботизированное доильные роботы дом домашние роботы доставка доставка беспилотниками доставка и роботы дронизация дронопорты дроны Европа еда железные дороги животноводство жилище захваты земледелие игрушки идеи измерения Израиль ИИ ИИ - вкратце инвентаризация Индия Иннополис инспекция интервью интерфейсы инфоботы Ирак Иран искусственный интеллект испытания исследования история Италия Казахстан как заработать Канада квадрупеды кейсы киборгизация кино Китай коботы коллаборативные роботы колонки коммунальное хозяйство компании компоненты конкурсы конспекты конструкторы концепты кооперативные роботы космос культура курьезы курьеры лабораторные роботы Латвия лесоустройство лизинг линки логистика люди и роботы магазины машинное обучение медицина медицина и роботы металлургия мнения мобильные роботы мойка море морские мусор мусор и роботы навигация надводные наземные военные роботы налоги наука научные роботы необычные нефтегаз нефть Нидерланды Новая Зеландия Норвегия носимые роботы ОАЭ образование образовательная робототехника обучающие роботы общепит общепит и роботы общество Объединенное Королевство октокоптеры онлайн-курсы робототехники опрыскивание офисные охрана и беспилотники охрана и роботы парники патенты персональные роботы пищепром пляжи ПО подводные подводные роботы подземные пожарные пожарные роботы поиск полевые роботы полезные роботы полиция помощники Португалия порты последняя миля потребительские роботы почта право презентации пресс-релизы применение беспилотников применение дронов применение роботов прогнозы проекты производство производство дронов происшествия промышленность промышленные роботы противодействие беспилотникам псевдоспутники работа развлечения и беспилотники развлечения и роботы разработка распознавание речи растениеводство регулирование регулирование дронов регулирование робототехники рекорды рисунки робомех робомобили роботакси роботизация робототехника роботрендз роботренды роботы роботы и автомобили роботы и мусор роботы и обучение роботы и развлечения роботы и строительство роботы телеприсутствия роботы-транспортеры робошум рои рой Россия Руанда сад садоводство сайт RoboTrends.ru сбор урожая сборка заказов сварка связь сделки сельское хозяйство сенсоры сервисные роботы синтез речи склады склады и роботизация соревнования сортировка сотрудничество софт-роботика социальная робототехника социальные социальные роботы спорт спорт и дроны спорт и роботы спутниковая статистика строительство судовождение США такси телеком телеприсутствие теплицы теплосети термины терроризм тесты технологии техносказки торговля транспорт транспортные роботы тренды трубопроводы трубопроводы и роботизация уборка Украина уличные роботы участники рынка фотограмметрия Франция химия хобби-беспилотники ховербайки Хождение цифры частоты чатбот шагающие роботы Швейцария Швеция шоу экзоскелеты эко-дроны экология электроника энергетика этика (робоэтика) Южная Корея юмор Япония

Подписка: RSS, Email, Telegram
  Информация