Немцы представили автоматическую перчатку-усилитель
На Ганноверской промышленной ярмарке дебютировала роботизированная перчатка, способная вдвое усиливать захват. Контроллер, управляющей устройством, с высокой точностью регистрирует перемещения и усилия пальцев человека и использует нелинейные алгоритмы для тонкой подстройки откликов автоматики.
Свою систему авторы называют «интригующим примером будущего автоматизации» (фотографии Festo).
Экспериментальную перчатку-робот ExoHand построила германская компания Festo. Аппарат использует внешний силовой скелет, к которому подведены тяги от крохотных пневмоцилиндров. Последние работают от внешнего источника давления.
Помимо увеличения мощности кисти и снижения усталости работника, ExoHand может решать и иную задачу. В проекте предусмотрен режим удалённой манипуляции. В последнем варианте перчатка играет роль сенсора, передающего движение каждого пальца на компьютер, управляющий манипулятором, стоящим где-то поодаль.
Оператор может наблюдать за действиями контролируемого им робота на экране или через стекло. Такой режим работы перчатки может пригодиться на опасных производствах.
Перчатка также способна превратить в манипулятор какой-либо пассивный объект, скажем искусственную руку из силикона. И аналогичный режим внешнего управления может быть задействован при использовании перчатки в роли протеза. Скажем, если применить сенсоры активности нейронов в моторных участках коры мозга, то с пневмоперчаткой можно восстанавливать подвижность руки у пациентов, страдающих от паралича.
Схема эксперимента. Создатели системы полагают, что со временем её можно будет доработать и испытать на людях с повреждённым спинным мозгом (иллюстрация Miller Lab of Limb Motor Control).
Новая технология позволяет головному мозгу произвольно управлять мышцами конечностей, минуя спинной мозг. Потенциально она позволит вновь вернуть подвижность парализованным пациентам. Пока, правда, система испытана только на животных.
Нейрофизиологи из школы медицины Северо-Западного университета построили систему, которая позволила обезьянам довольно точно действовать парализованной рукой (временный паралич достигался инъекцией препарата, блокирующего прохождение нервных сигналов).
Для начала учёные внедрили в мозг животных крошечные многоэлектродные имплантаты, фиксировавшие деятельность около 100 нейронов. Подопытным приматам задали задание – подбирать мячик на конце изогнутой трубки и снова бросать его точно в отверстие.
Во время этих тестов компьютер записывал сигналы, которые мозг посылал в руку. Далее исследователи разработали алгоритм дешифровки, позволяющий по активности всего сотни ключевых нейронов восстанавливать команды, выдаваемые мышцам.
Далее при помощи местной анестезии учёные прервали связь мозга с рукой у подопытных обезьян. К руке экспериментаторы подключили нейропротез. Тот посылал в мышцы слабые электрические импульсы в соответствии с командами компьютера, который, в свою очередь, на лету расшифровывал двигательные сигналы мозга и формировал правильные послания всего за 40 миллисекунд.
Хотя с таким обходным путём управления точность движений обезьян снизилась, они быстро научились выполнять всё тоже задание с мячиком. Авторы работы говорят, что ситуация тут напоминает момент, когда вы берёте в руки новую компьютерную мышь или новую теннисную ракетку – поначалу движения кажутся непривычными, но вскоре мозг приспосабливается к новой обстановке, учится, как правильно действовать новым предметом.
Добавим, что Festo известна нам по пневматической руке, а также роботам медузам, пингвинам и . Познакомьтесь заодно с усиливающей руку человека от NASA и GM.
