Prelom vo vede! Vedci dekódovali neurónové kľúče, ako ľudia efektívne chodia rôznymi rýchlosťami. Objav zmení robotiku!
Nový model by mohol posunúť sféru robotiky míľovým krokom vpred.
Chôdza je pre nás jednou z tých najprirodzenejších činností, no vo svojej podstate ide o nesmierne komplexnú činnosť. Na to aby sme mohli efektívne kráčať a niekam sa dostať, sa vyžaduje spolupráca nervovej sústavy, kostí, kĺbov, svalov, šliach a väziva, pričom všetky tieto komponenty musia vedieť reagovať aj na neočakávané zmeny.
Pre nás to nie je žiadna námaha, chodíme predsa od malička, no ak by sme chceli vytvoriť robota schopného ľudskej chôdze, zistíme, že to nie je vôbec jednoduchá úloha. Výskumníkom z Tohoku University sa ale podarilo vytvoriť model, ktorý dokáže nielen kráčať, no popri chôdzi meniť svoju rýchlosť. Tento model riadi reflexná ovládacia metóda, ktorá funguje na princípe našej nervovej sústavy. Výskumníci vysvetľujú, že táto štúdia je prelomom nielen v chápaní nášho spôsobu pohybu, no zároveň aj otvára dvere k inovatívnym robotickým technológiám.
Pokrok výskumníci dosiahli vďaka inovatívnemu algoritmu. Ich model sa zakladá na báze neurónového obvodu, ktorý uprednostňuje efektívne využívanie energie nad rôznymi rýchlosťami chôdze. Následne vedci analyzovali neurónové obvody a zamerali sa hlavne na fázu v pohybe nohy, keď je končatina vo švihu. V tejto fáze sa zamerali na to, ako model ovládal svaly nohy. Tu si vedci všimli niekoľko techník, ktoré slúžia k úspore energie pri chôdzi.
“V rámci našej štúdie sa nám podarilo vyriešiť komplexnú výzvu replikovania efektívnej ľudskej chôdze v rozličných rýchlostiach. To je základom nášho pohybového mechanizmu,” tvrdí Dai Owaki, jeden z autorov štúdie.
Model ľudskej chôdze v praxi
Autori štúdie prízvukujú, že model a získané poznatky z tohto modelu pomôžu výskumníkom a inžinierom po celom svete položiť základy pre budúce technologické pokroky. Ako budúcnosť vedci vidia lepšie bipedálne roboty, pokročilé umelé končatiny alebo výkonnejšie exoskelety. Najväčšie využitie pochopiteľne nájde model v oblasti robotiky a vedci vysvetľujú, že s lepším modelom prirodzeného ľudského pohybu by mohli pomôcť ľuďom s postihnutím viesť plnohodnotnejší život.
V ďalších krokoch vedci svoj model ešte vyladia. Plánujú doňho pridať ešte širšie spektrum rýchlostí pohybov a celkovo viac prirodzených pohybov. Následne poznatky z modelu využijú v praxi pri vytváraní dvojnohých robotov alebo energeticky úspornejšie umelé končatiny. Úspešné pretavenie modelu do reálneho sveta si vyžaduje integrovanie identifikovaných neurónových obvodov do praktických riešení, napríklad priamo do bipedálneho robota.
Neprehliadnite
Ak by sme v budúcnosti takéhoto robota vyrobili, ten by mohol kráčať prirodzenejšie a mimo iné aj lepšie udržiavať rovnováhu. Jeho chôdza, inšpirovaná prirodzenou ľudskou chôdzou, by bola zároveň energeticky úspornejšia. V praxi to znamená, že na chôdzu sa vyvinie minimálne množstvo energie, akú by robot potreboval. Uvidíme, čo výskum vedcov ďalej prinesie a ako sa rozhodnú ho ďalej uplatniť priamo v robotike.
Komentáre