Hlavní navigace

Lepší protézy pro chůzi v nerovném terénu díky umělé inteligenci

1. 7. 2020

Sdílet

 Autor: @ Depositphotos
Nejde jen o hardware – důležitý je i způsob, jakým protézy interagují s lidským tělem, tj. software.

Motorický systém člověka je velmi propracovaná záležitost, která nám umožňuje přirozeným způsobem překonávat překážky a jednoduše navigovat i ve velmi složitém terénu.

Robotika už dlouhé roky stojí před dosud nepřekonanou výzvou, jak tento pro člověka a zvěř přirozenou záležitost napodobit i ve světě strojů a robotů. Protetika není o moc jednodušší, ba naopak, tím, že musí být propojena s lidským tělem a interagovat s ním se stává o dost náročnější.

Schody jako nepřítel

Vědci z North Carolina State University využili algoritmy umělé inteligence k tomu, aby robotický software umožnil hendikepovaným lidem s protézami chodit bezpečnějším, přirozenějším způsobem na různých typech terénu. To se týká třeba schodů, které patří mezi nejčastější překážky, které si většina z nás neuvědomuje, ale pro znevýhodněné občany často představují jen těžce překonatelný problém.

Exoskelety a protetika schopná chodit po rovném povrchu, to těžké není; různé druhy terénu, často nerovného, to už je horší a celou výrobu a vývoj komplikují. Bez toho to bohužel moc nejde, podstatná část naší chůze je po nerovném a nepředvídatelném terénu, což se týká i velkých měst.

Vědci využili pro základní rozpoznávání terénu šest různých definicí: Beton, cihla, dlaždice, tráva a „nahoru“ a „dolů“. Na AI založený software následně pomocí predikcí určuje terén, na kterém bude nositel protézy chodit. Protetická končetina se přizpůsobí, jakým způsobem musí krok provést; vše je ovšem samozřejmě doprovázeno určitým stupněm nejistoty.

Boxuan Zhong, hlavní autor studie, k tomu poznamenal, že pokud je míra nejistoty příliš vysoká, není umělá inteligence nucena učinit rozhodnutí. Může třeba místo toho uživatele upozornit, že jeho krok by vedl k nebezpečí pádu.

Software lze integrovat do většiny protetických končetin nahrazujících nohy – a to jak běžnější protézy, tak exoskelety. Potřeba je jeden kus hardwaru navíc – kamera nebo odpovídající snímač, protože AI potřebuje k rozpoznání okolního terénu využít vizuální vjem. Dvě kamery jsou o špetku lepší, ale vyžadují více výpočetní síly, která není moc dostupná v případě protetik; jedna kamera je praktičtější.

Vývoji softwaru předcházelo důkladné testování algoritmu umělé inteligence na jedincích bez fyzického postiženích i těch po nehodách a podobně. AI by do budoucna mohla lidem s postižením dolních končetin pomoci bezpečněji a jednodušeji chodit po schodech i nerovném terénu.

Zatím je ale vše samozřejmě teprve v prvotních stádiích vývoje.