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自己バランスをとる外骨格はモビリティに革命をもたらします-IEEEスペクトル

脊髄怪我をしている多くの人々は、災害の劇的な物語も持っています：ダイビング事故、自動車事故、建設現場の大惨事。しかし、クロエ・アンガスにはまったく異なる話があります。彼女は2015年に右足がうずきを始め、徐々に感覚を失い始めたときに家にいました。彼女はなんとか病院に車を運転しましたが、次の数日間にわたって、両足のすべての感覚とコントロールを失いました。医師は脊髄の中に良性腫瘍を発見し、除去できなかったので、二度と歩かないと彼女に言いました。しかし アンガス、ジェットセッティング ファッションデザイナー、そのようなニュースを嘘をつく、または座っているタイプではありません。 10年後、1月のCES Tech Trade Showで、アンガスはカナダの会社Human in Motion Roboticsからの動力付き外骨格でのダンスの動きを披露していました。 「脊髄損傷後の歩行に戻るのはかなりクールですが、ダンスに戻ることはゲームチェンジャーです」と彼女は博覧会の群衆に語った。 同社は、4月下旬にXomotion Exoskeletonの臨床試験を開始し、最初はAngusのような人々が家に持ち帰ることができる個人的な使用外骨格に向けて、リハビリ施設向けのバージョンを踏み台としてテストします。 Xomotionは、自己バランスをとる2番目の外骨格にすぎません。つまり、ユーザーは松葉杖や歩行者に寄りかかる必要がなく、他のタスクのために手を無料で持つことができます。 「「あなたは二度と歩かない」という声明は、私たちが持っている技術で、この日と年齢でももはや真実ではありません」とアンガスは言います。 Xomotion Exoskeletonの起源人間の動きとして働くアンガス Lived Experienceのディレクターは、2016年から会社とそのテクノロジーに携わってきました。そのとき、彼女はバンクーバーのサイモンフレイザー大学で、エキソ販売業の斬新なアイデアを持っていたときに会いました。 Siamak Arzanpour准教授と彼の同僚のEdward Parkは、自己バランスデバイスを構築するために最先端のロボット工学を引き付けたいと考えていました。当時、いくつかの企業はリハビリの設定で使用できる外骨格を持っていましたが、この技術には多くの制限がありました。最も顕著なのは、これらすべての外骨格が歩いている間にユーザーの上半身を安定させるために松葉杖を必要としました。さらに、ユーザーは外骨格に出入りするために支援が必要であり、デバイスは通常、ターン、ステップ、または斜面を処理できませんでした。アンガスは、2016年にEkso Bionicsから外骨格を試してみたことを覚えています。週の終わりまでに、私は言った、 「これは楽しいですが、より良い外骨格を構築する必要があります。」Human In MotionのCEOであるArzanpourは、彼のチームは常に自己バランスのとれた外骨格を作るというエンジニアリングの課題に惹かれていたと言います。 「クロエと会ったとき、私たちが想像したのは、ユーザーが必要としていたものであることに気付きました」と彼は言います。 「彼女は私たちのビジョンを検証しました。」シカゴのシャーリーライアン能力ラボでエクソスケルトンに関する研究を行っているアルンジャヤラマンは、この春に臨床試験で人間と協力しています。彼は、自己バランスをとる外骨格は、腕のサポートを必要とする外骨格よりも、在宅使用に適していると言います。「歩行者や松葉杖などの支援デバイスを使用しなければならないと、レベルの地面、ランプ、縁石、または不均一な表面などの表面を移行することが困難になります。」 自己バランスの外骨格はどのように機能しますか？ 自己バランスをとる外骨格は、現在市場に参入している多くのヒューマノイドロボットに見られる同じ技術の多くを使用しています。足首、膝、および股関節にアクチュエーターの束、エキソ販売位置と周囲の環境の両方を検出するためのセンサーの配列、および非常に高速なプロセッサがそのすべてのセンサーデータをクランチし、デバイスの次の動きの指示を生成します。 自己バランスをとる外骨格は、腕のブレースを必要とするものよりもかさばりますが、Arzanpourは、ユーザーに授与する独立性がテクノロジーを明らかに勝者にしていると言います。彼はまた、上半身の強さや可動性が限られている人々を含む、より幅広い人々によって自己バランスモデルを使用できると指摘しています。 アンガスがXomotionを装着したいとき、彼女はアプリで部屋の向こうからそれを召喚し、車椅子の隣に座るように注文することができます。彼女は自分自身を助けずに自分自身をデバイスにストラップすることができ、その後、外骨格に配線された単純なジョイスティックを使用してその動きを制御します。彼女は、外骨格がさまざまな異なる制御メカニズムで動作できると指摘していますが、有線接続が最も安全であると見なされます。「そのようにして、ドロップするWi-Fi信号はありません」エンジニアが彼女のために作成した「ダンスモード」にデバイスを置くと、彼女はコントローラーを落とし、外骨格のセンサーに頼って胴体の微妙なシフトを拾い上げ、それらを脚の動きに変換できます。 自家製のエキソ販売の課題は何ですか？ Xomotionは、ハンズフリーの使用を提供する最初の外骨格ではありません。その栄誉は、ヨーロッパと米国のリハビリモデルの規制当局の承認を既に承認しており、現在は在宅モデルの臨床試験を開始しています。しかし、Arzanpourは、Xomotionは、ロボットジョイントとユーザーの生物学的関節の正確なアラインメントを含むWandercraftのデバイスに対していくつかの技術的進歩を提供し、過度のストレスが身体にかかることを保証し、アクチュエーターのトルクセンサーが機械の動きに関するより正確なデータを収集することを保証すると述べています。Wandercraftの臨床試験に関与しているニュージャージー工科大学の准教授であるSaikat Pal氏は、在宅モデルの承認を得ることは、あらゆる外骨格会社にとって課題です。 「aのため自宅で使用されるNYデバイスでは、パラメーターはクリニックとは異なります」とPALは言います。 「すべての家は異なって見え、クリアランスが異なります。 エンジニアリングの問題は、デバイスを家に移動すると数倍複雑です。」…