Zostań centaurem. Dwie dodatkowe robotyczne nogi pomogą w życiu
Naukowcy z Southern University of Science and Technology w Shenzhen opracowali rewolucyjny system, który może zmienić użytkownika w… centaura. Ten nietypowy egzoszkielet dodaje dwie dodatkowe nogi z tyłu ciała, odciążając użytkownika i pomagając w poruszaniu się z dużym obciążeniem. W praktyce tworzy to hybrydę człowieka-robota, która chodzi jak czworonożny transporter.
W odróżnieniu od tradycyjnych egzoszkieletów, które wspierają własne nogi użytkownika, nowy system działa jako osobne nogi mechaniczne połączone z człowiekiem za pomocą elastycznego interfejsu na plecach. Robot przejmuje większość ciężaru, podczas gdy człowiek odpowiada za równowagę i kierunek ruchu.
Podczas testów noszenie 20 kg plecaka z pomocą robota obniżało zużycie energii metabolicznej o 35 proc., a nacisk na stopy spadał aż o 52 proc. w porównaniu z normalnym chodzeniem. To znacząco zmniejsza zmęczenie i przeciążenie mięśni.
Inteligentna współpraca człowieka i robota
Robot działa w synchronizacji z użytkownikiem dzięki elastycznemu sprzężeniu o nieliniowej sztywności. Przy lekkich obciążeniach połączenie pozostaje sztywne, utrzymując koordynację ruchu. Gdy ciężar rośnie, interfejs staje się bardziej podatny, pozwalając robotowi przejąć większą część sił.
Z kolei specjalne algorytmy sterowania, oparte na modelu predykcyjnej kontroli i planowaniu trajektorii, pozwalają mechanicznej parze nóg dostosować się do prędkości i kierunku chodzenia człowieka, zachowując stabilność nawet na nierównym terenie.
Zobacz również:
Zastosowania w realnym świecie
Według badaczy taki system mógłby znacząco wspomóc osoby przenoszące ciężkie ładunki - zarówno w przemyśle, jak i podczas misji ratowniczych czy operacji wojskowych. Robot nie tylko odciąża kręgosłup, ale także wspomaga napęd w poziomie, pozwalając pokonywać większe dystanse przy mniejszym zmęczeniu.
Warto odnotować, że podczas prób robot utrzymywał naturalny wzorzec chodu, zmniejszał zmienność szerokości kroków i przejmował ponad połowę ciężaru plecaka, nie zaburzając równowagi użytkownika. Autorzy badania opublikowanego w The International Journal of Robotics Research podkreślają, że hybrydowe systemy człowiek-robot mogą otworzyć nowy rozdział w robotyce noszonej.
Dzięki oddzieleniu zadań, gdzie człowiek steruje i utrzymuje równowagę, a robot wykonuje ciężką pracę mechaniczną, możliwe jest znaczne zwiększenie efektywności i bezpieczeństwa pracy w trudnych warunkach.
