Kuinka helpottaa ja nopeuttaa exoskeletonien kehittämistä? Nämä tutkijat ovat perehtyneet aiheeseen ja lanseeraavat ilmaisen avoimen lähdekoodin exoskeleton-kehyksen.
Sisällysluettelo
Viime vuosina robottien exoskeleton-alalla on herännyt uutta kiinnostusta niiden potentiaalin ansiosta liikkuvuuden parantamisen ja kuntoutuksen välineinä. Laajasta kasvusta huolimatta ala on kuitenkin vielä nuori, koska kehittäjät ja tutkijat kohtaavat monia esteitä. Näitä ovat muun muassa exoskeletonin pitkä ja kallis kehitysprosessi suunnittelusta toteutukseen sekä monipuolisen asiantuntemuksen tarve. Näiden esteiden voittamiseksi Zach Lerner, apulaisprofessori NAU:ssa (Northern Arizona University), biomechatroniikan laboratorio tarjoaa kattavan avoimen lähdekoodin exoskeleton-kehyksen. OpenExo-niminen kehys on julkaistu Science Robotics -lehdessä, ja se on ilmainen ja kaikkien saatavilla.
Avoimen lähdekoodin modulaarinen ja autonominen exoskeleton-kehys
Suunnittelija kertoo, että tämä modulaarinen ja autonominen exoskeleton-kehys sisältää ohjeet yksi- tai moninivelisen exoskeletonin rakentamiseen, mukaan lukien suunnittelutiedostot, koodi ja vaiheittaiset ohjeet. Kaikki suunnitteluprosessin osa-alueet on otettu huomioon, mukaan lukien ohjelmistot, elektroniikka, laitteistot ja ohjauskaaviot. Professori lisää, että järjestelmän hyödyllisyyden osoittamiseksi he ovat suorittaneet kokeellisia validointitestejä ja testipenkissä eri tukikokoonpanoilla (pelkkä lonkka, pelkkä nilkka, lonkka ja nilkka sekä kyynärpää). Hänen mukaansa kaikki on suunniteltu siten, että kehys on helposti saatavilla henkilöille, joilla ei ole alan kattavaa asiantuntemusta, sekä muille tutkijoille, jotka voivat käyttää ja kehittää sitä haluamallaan tavalla.
Rikas ja yksityiskohtainen tieto
Zach Lerner selittää, että OpenExon neljä alijärjestelmää (ohjelmisto, elektroniikka, laitteisto ja ohjaus) on kuvattu tarkasti ja itsenäisesti. Tämä kehys tarjoaa runsaasti yksityiskohtaista tietoa, mukaan lukien muun muassa ohjeet ohjelmiston rakenteesta ja toiminnasta sekä tärkeimpien muutosten tekemisestä. Esimerkkejä ovat uusien nivelten, ohjaimien, moottoreiden ja anturien lisääminen. Asiakirja sisältää myös tietoa lisäohjelman käytöstä, joka helpottaa laitteen toimintaa. Lisäksi kehys sisältää yksityiskohtaisia tietoja piirilevyn rakenteesta ja toiminnasta. ”Olemme ilmoittaneet, miten ja missä se voidaan valmistaa ulkoisesti, ja toimittaneet tutkijoille tarvittavat tiedostot, jotta he voivat muokata sitä omien tarpeidensa mukaan”, tiimi korostaa. Samoin toimitetaan tarvittavat asiakirjat suoraan käytettävän lonkkalaitteen ja Bowden-kaapelivaihteiston rakentamista varten. Zach Lerner sanoo, että tämän järjestelmän avulla uudet kehittäjät voivat hyödyntää vuosien aiempaa työtä ja jatkaa siitä, mihin edeltäjät ovat jääneet.
Exoskeletonien kehityksen nopeuttaminen
Projektin takana oleva tiimi toivoo, että OpenExo auttaa nopeuttamaan exoskeletonien kehitystä sekä uusien mallien ja ohjausjärjestelmien testausta. Se toivoo myös kannustavansa tutkijoita alalla tutkimaan uusia tutkimusmahdollisuuksia. ”Projektimme on tärkeä tiedeyhteisölle, koska se vähentää huomattavasti esteitä alalle pääsylle Aikana, jolloin valtionavustukset vähenevät, avoimen lähdekoodin järjestelmät ovat tulleet yhä tärkeämmiksi helpottamaan robottien avulla tapahtuvaa kuntoutusta ja liikkuvuuden lisäämistä koskevaa huippututkimusta”, sanoo Zach Lerner.
Professorin mielestä exoskeletonit muuttavat ihmisten kykyjä, eikä ole mitään palkitsevampaa kuin työskennellä tekniikan parissa, joka voi vaikuttaa välittömästi jonkun elämään.
