如何控制你一直想要的额外的机器人肢体

如何控制你一直想要的额外的机器人肢体

用户展示了MIT额外的机器人肢体的原型,为身体提供了额外的支持(左侧和中部)。为了控制机器人肢体,用户佩戴测量四只胸部和腹部肌肉的EMG活动的传感器背心(右)。通过学习自愿收缩这些肌肉,用户可以定位肢体来帮助身体的任务。

我个人非常高兴能够采用一些额外的机器人肢体,因为我迫切需要改进我的滑雪拳击其他人可能不太兴奋的理由对额外的机器人肢体感兴趣,例如帮助他们做好工作而不受伤。最近我们已经看到了这一领域一系列研究,以及各种原型,其中许多原型似乎有可能对滑雪场和其他任何事物都有用和实用。在这一点上,困难的是控制这些额外的肢体,因为如果你使用一个真正的四肢来控制一个假肢,那还不清楚你真的出来了。

在机器人与自动化(ICRA)上个月的IEEE国际会议,来自麻省理工学院的研究人员提交了一份“独立,额外的机器人四肢的自愿控制”其目的是建立一个控制系统,一对额外的机器人腰围的附属物这使用方便舒适,不会干扰您的真实手臂和腿部的控制。

以下是控制额外的机器人肢体或手的问题:很多时候,它的完成方式涉及到使用您现有的四肢之一,例如用脚趾控制额外的手臂但是,如果您想使用您的实际附件来执行其他操作,例如散步,则可能会受到限制。 

麻省理工学院博士研究生费德里科·帕里蒂(  Federico Parietti)和工程教授哈里·阿萨达Harry Asada)想提出一种控制一双额外四肢的方法,这些额外的肢体仍然可以完全控制你的正常腿部和手臂。除了在物理上如何做这项工作之外,他们还需要回答一个问题:我们的惩罚性人类大脑是否能够处理六个四肢而不是四肢。他们的解决方案涉及劫持在你的躯干的几个肌肉群,并使用它们来控制机器人肢体。这可以采取一些做法。

以下是他们从抽象中解释这个想法的方法:

为了控制额外的机器人肢体,就像它们是用户身体的一部分一样,我们需要独立于自然肢体运动和舒适测量的自发信号。在这项研究中探索的一个合适的解决方案是使用由躯干产生的肌肉激活信号。我们假设人有能力自主,独立地移动额外的肢体,而不会干扰自然的手臂和腿部。

机器人肢体控制来自四个EMG(肌电图)传感器:两个卡住你的皮肤,两个粘贴到你的腹肌。弯曲你的左边pec向前旋转左侧的机器人肢体,同时弯曲你的左侧abs(这显然是可能的,你尝试!)向后旋转肢体。听起来有点尴尬,我确信这是一开始,但这里的问题是,你的大脑是否可以适应使用新的肌肉群,以同时驱动六肢在任意方向。换句话说,你的大脑可以用你的手臂行走,还能驾驶两个额外的肢体吗?

幸运的是,像我这样的滑雪爱好者,答案是肯定的:在一个小样本研究中,没有系统经验的用户能够以自愿和独立的方式在几分钟内掌握附加肢体的控制。 “也就是说,他们能够准确和一致地定位额外的肢体,同时与其他肢体做其他事情。 

接下来,研究人员计划看看他们可以进入哪些其他肌肉组织:他们认为斜方肌和背阔肌背部可能会起作用,这是肌肉在你的肩膀和背部的中间。这些肌肉可以用来控制额外的自由度,甚至更多的额外的肢体。我不知道我的大脑是否能够处理四个额外的武器,但这是赢得滑雪冠军锦标赛的最好办法。

来自麻省理工学院的Federico Parietti和H.Har Asada在“ICRA 2017”上提出了“独立自主控制额外的机器人肢体”。


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