Голеностопные экзоскелеты изучают походку привыкающих к ним людей

Экзоскелет для голеностопного сустава создали в лаборатории биомехатроники Стэнфордского университета. Устройства используют двигатели, чтобы придать ходоку сил. Это поможет, например, людям с заболеваниями обходиться без трости и ходунков.


— Патрик Слэйд, аспирант.

Экзоскелет крепится на ногу с помощью обычной обуви, оснащённой датчиками. А также фиксируется на голени с помощью скоб из углеродного волокна и проводов. При ходьбе мотор за голенью наматывает трос, что позволяет легче отталкиваться от земли.

Дополнительный секрет экзоскелета в том, что он изучает походку пользователя. Система машинного обучения, встроенная в каждый «ботинок», получает информацию от датчиков по всему экзоскелету, чтобы понять, как движется лодыжка и как нога соприкасается с землёй. Система адаптирует двигатель и мощность, чтобы настроить усиление в соответствии с конкретной походкой.

Систему машинного обучения разработали в той же лаборатории биомехатроники с помощью «эмуляторов экзоскелета». Беговые дорожки помогают исследователям тестировать различные варианты конструкции виртуально, без необходимости мастерить множество физических прототипов.

Тестировавшая изобретение журналистка отметила при ходьбе по кампусу, что к экзоскелету нужно приноровиться. Причём главная настройка происходит в голове у такого «усиленного» пешехода. Патрик Слэйд сообщил, что участникам испытаний приходится обучаться ходьбе в экзоскелетах в лаборатории. Телу и мозгу обычно требуется несколько часов, чтобы приспособиться. Испытуемые отмечали, что после выключения устройства чувство тяжести возвращается к ногам так, словно выбираешься из бассейна.

Высокотехнологичные носимые устройства, которые адаптируются к пользователям, — должны помочь пожилым пациентам или людям с затруднениями при ходьбе вернуть себе тот уровень подвижности, который будет соответствовать их потребностям.