Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • vsh25
  • mmif-2019
  • techweek

Обучим за 10 минут

Швейцарцы научили бионический протез надежно держать предметы

Василий Сычёв, N+1

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны разработали прототип системы, позволяющей человеку без руки надежно удерживать предметы с помощью бионического протеза и управлять каждым его пальцем по отдельности. Для этого они разработали обучающийся алгоритм, который помогает человеку управлять протезом. Подробности о работе швейцарских разработчиков опубликованы в Nature Machine Intelligence, а кратко о ней рассказывается в сообщении политехнической школы.

Часть современных бионических протезов работает по принципу считывания миоэлектрических сигналов с поверхности кожи культи. Человек отдает утраченной конечности мысленные приказы совершить какое-либо действие, что вызывает реакцию мышц в культе и возникновение электрических потенциалов, которые регистрируются, интерпретируются и выполняются бионическим протезом. Сложности в управлении подобным протезом заключается в большом количестве «шумов», побочных электрических потенциалов, регистрируемых на поверхности кожи культи, не имеющих отношения к работе мышц при движении.

Алгоритм, разрабатываемый исследователями из Федеральной политехнической школы Лозанны, создан с помощью многослойного перцептрона, нейронной сети, построенной на прохождении сигнала через несколько нейронных слоев. Эту нейронную сеть обучали на нескольких добровольцах: трех людях с ампутированными конечностями и семи – с целыми конечностями. В целом обучение нейросети занимало около 10 минут для каждого из участников.

Многослойный перцептрон обучался распознавать попытку сгибания каждого пальца по отдельности, одновременно указательного и среднего или безымянного и мизинца, сжатие в кулак, хват щепотью и сгибание большого пальца. По итогам обучения сформированный алгоритм управлял роботизированной кистью Allegro Hand, состоящей из большого пальца и трех обычных пальцев. Эту кисть установили на промышленный манипулятор Kuka IIWA 7. Вся эта конструкция имитировала бионический протез правой руки.

Во время экспериментов обнаружились неполадки с третьим пальцем на роборуке, и его пришлось полностью отключить. В результате роборука могла оперировать только большим пальцем и двумя обычными. С помощью роборуки добровольцы смогли брать пластиковые бутылки и выполнять с ними различные действия, в том числе и наливать их содержимое в стакан. 

2019_SharedControl_Vimeo from Mediacom EPFL on Vimeo.

В алгоритм управления роборукой разработчики включили доработанный алгоритм удержания объектов – в случае, если взятая в роборуку бутылка начинала выскальзывать, кисть увеличивала усилие хвата. Реакция на выскальзывание составляла не более 400 миллисекунд.

Ранее разработчики из Университета Юты объявили о доработке протеза руки LUKE, названного в честь главного героя «Звездных войн» Люка Скайуокера. Они оснастили устройство биологической обратной связью. Теперь обладатель протеза может с помощью электродов, вживленных в периферийные нервы и мышцы, ощущать прикосновения к предметам, вибрации и даже боль. Кроме того, доработка позволяет пользователю точнее управлять протезом.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

протезирование бионика компьютеры Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Почти как настоящая

Если вы закроете глаза, вы подумаете, что у вас есть собственная нога», – сказал участник тестирования протезов с обратной связью.

читать

Электронное осязание

Роботы и протезы научатся чувствовать прикосновение, эквивалентное или превосходящее осязание человеческой кожи.

читать

Рука помощи

Студенты МГУ создали бионический протез руки. И это не просто учебная работа, это образец, готовый к промышленному производству.

читать

Сердце с беспроводной зарядкой

Первая в мире операции по вживлению механического сердечного насоса, заряжаемого от беспроводной сети, прошла успешно.

читать

Умная одежда и бионические протезы

«Мио-интерфейс» считывает электромиограмму руки, распознает жесты и преобразует их в команды для устройств.

читать