EduExo: نخستین ابزار اسکلت بیرونی رباتیک برای آموزش

EduExo یک ابزار مبتنی بر آردوینو و چاپ سه بعدی برای دانش آموزان، علاقمندان و مربیان است تا بیاموزند که چگونه می‌توان یک اسکلت بیرونی رباتیک را ساخت و برنامه‌ریزی کرد. با این بسته آموزشی می‌توان به درکی عمیق از فناوری اسکلت بیرونی دست پیدا کرد. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

EduExo

EduExo یک بسته اسکلت بیرونی رباتیک است که شما خود آن را سرهم‌بندی و برنامه‌ریزی می‌کنید. این بسته شامل سخت افزاری است که شما برای ساخت یک اسکلت بیرونی آرنج به آن نیاز خواهید داشت. یک دفترچه راهنما مراحل مختلف پیکربندی را آموزش می‌دهد. افزون بر این، این دفترچه راهنما شامل اطلاعات پیش زمینه درمورد تاریخچه ، قابلیت‌ها و فناوری اسکلت بیرونی است. در پایان شما یک درک خوب از فناوری اسکلت بیرونی و کاربرد آن با تجربه سرهم‌بندی و برنامه‌ریزی اسکلت بیرونی رباتیک خود به دست می‌آورید.

EduExo: نخستین ابزار آموزشی اسکلت بیرونی رباتیک

بسته EduExo شامل همه اجزایی است که شما برای سرهم بندی یک اسکلت بیرونی آرنج به آن نیاز دارید و همچنین یک دفترچه راهنما است

سخت افزار EduExo شامل اجزایی همچون موتور، حسگر نیرو و میکروکنترلر Arduino با ساختار اسکلت بیرونی سفت و سخت و رابط ساعد است.

EduExo: نخستین ابزار اسکلت بیرونی رباتیک برای آموزش

EduExo چیست؟

  • یک بسته آموزش رباتیک که به شما کمک خواهد کرد در مورد فناوری اسکلت بیرونی بیاموزید.
  • یک بسته خود انجام که نیازمند مشارکت فعال و تمایل شما برای یادگیری چیزهای جدید است.

EduExo برای چه کسانی است:

  • برای دانش آموزان دبیرستان و دانشگاه که می‌خواهند در مورد فناوری اسکلت بیرونی رباتیک یاد بگیرند و خودشان را برای یک دوره حرفه‌ای در اسکلت بیرونی و رباتیک پوشیدنی آماده کنند.
  • برای سازندگان و علاقمندان که به دنبال یک پروژه جالب و سرگرم کننده در یک زمینه جذاب هستند.
  • برای معلمان و استادان که می‌خواهند دوره‌های و یا آزمایشگاه اسکلت بیرونی راه‌اندازی کنند. EduExo ابزار آموزش‌های اضافی را نیز فراهم می‌کند و می‌توانید مقدار زیادی از وقت و پول را صرفه‌جویی کنید.

سابقه و هدف پروژه

وقتی که در مورد اسکلت بیرونی رباتیک فکر می‌کنید فیلم‌هایی همچون مرد آهنی، بیگانگان و یا بهشت ​​ممکن است به ذهن شما برسند. اما در حال حاضر اسکلت‌های بیرونی بسیاری در جهان واقعی وجود دارد که از توانبخشی بیماران سکته مغزی حمایت می‌کنند، افراد پاراپلژی را قادر می‌سازد دوباره راه بروند و یا از کارگران هنگام بلند کردن اشیاء سنگین حمایت و حفاظت می‌کند.

EduExo: نخستین ابزار اسکلت بیرونی رباتیک برای آموزش

نمونه‌هایی از اسکلت‌های بیرونی موجود. سمت چپ: یک اسکلت بیرونی دست ثابت توانبخشی برای درمان سکته. سمت راست: اسکلت بیرونی پا که کاربران پاراپلژی را قادر می‌سازد دوباره راه بروند.

سامانه‌های امروزی تنها آغازی برای یک زمینه بسیار امیدوار کننده است و به سرعت نیز در حال رشد است و در آینده نیاز به استعدادهای ماهر بیشماری دارد. با توجه به جدید بودن این زمینه، درگیر شدن و یادگیری در مورد اسکلت بیرونی رباتیک دشوار است. ابزار یادگیری و یا حتی دوره‌های اسکلت بیرونی و کلاس‌ها به طور گسترده در دسترس نیست. یادگیری تنها از لحاظ تئوری و بدون تجربه عملی سخت است و شما برای درک و یادگیری نیاز به دیدن و لمس ابزار دارید. متأسفانه سخت افزار اسکلت بیرونی گران است و هیچ دستگاه یادگیری اختصاص داده شده و مقرون به صرفه‌ای در دسترس وجود ندارد. این چیزی است که ما قصد داریم با EduExo آن را تغییر دهیم.

EduExo اخیراً برنده رقابت Wearable Robotics Association Innovation در آوریل ۲۰۱۷ شده است.

EduExo چه چیزی را به شما خواهد آموخت

EduExo از طریق آموزش و راهنما به شما خواهد آموخت که چگونه وسیله‌ای مکانیکی شبیه به آناتومی بدن انسان طراحی کنید، نحوه اتصال حسگرها و برد الکترونیکی و نحوه طراحی و برنامه‌نویسی یک سامانه کنترلی را آموزش می‌دهد. افزون بر این، شما می‌توانید اسکلت بیرونی را به یک رایانه متصل کنید و یاد بگیرید که چگونه از آن به عنوان یک دستگاه لمسی در ترکیب با واقعیت مجازی استفاده کنید. هر فصل از دفترچه راهنما با معرفی یک موضوع ویژه با پیش زمینه تئوری لازم آغاز شده و با مجموعه‌ای از تمرینات برای پیاده‌سازی سخت افزار ادامه یافته است.

موضوعات تحت پوشش:

معرفی اسکلت بیرونی:

فصل اول زمینه اسکلت بیرونی رباتیک و فناوری اسکلت بیرونی را معرفی می‌کند. اسکلت بیرونی رباتیک چیست؟ برای چه مواردی مناسب هستند؟ چگونه کار می‌کنند؟ از چه زمانی آنها در حال توسعه و استفاده هستند؟ این معرفی برای شروع و الهام گرفتن است.

نمونه‌هایی از اسکلت‌های بیرونی موجود. سمت چپ: یک اسکلت بیرونی دست ثابت توانبخشی برای درمان سکته. سمت راست: اسکلت بیرونی پا که کاربران پاراپلژی را قادر می‌سازد دوباره راه بروند.

مکانیک و آناتومی

این فصل اصول کاربردی آناتومی و اسکلت بیرونی مکانیک انسانی را پوشش می‌دهد: چگونه بدن انسان نیروها را ایجاد می‌کند و قادر به حرکت است؟ اسکلت بیرونی چگونه پشتیبانی را ارائه می‌کند؟ چگونه اسکلت بیرونی طراحی شده با شکل انسانی تطبیق پیدا کرده و چگونه نصب می‌شود؟ در طول این آموزش شما اسکلت بیرونی را سرهم بندی کرده و می‌پوشید.

نمونه‌هایی از اسکلت‌های بیرونی موجود. سمت چپ: یک اسکلت بیرونی دست ثابت توانبخشی برای درمان سکته. سمت راست: اسکلت بیرونی پا که کاربران پاراپلژی را قادر می‌سازد دوباره راه بروند.

الکترونیک و نرم افزار

فصل بعدی قطعات الکترونیکی و نرم افزاری که اسکلت بیرونی مکانیکی را به اسکلت بیرونی رباتیک تبدیل می‌کند، پوشش داده است. شما قطعات الکترونیکی، حسگرهاو محرک‌ها را به یک میکروکنترلر Arduino متصل کرده و روال نرم افزار را برای خواندن سیگنال‌های حسگرها و کنترل موتور می‌نویسید.

نمونه‌هایی از اسکلت‌های بیرونی موجود. سمت چپ: یک اسکلت بیرونی دست ثابت توانبخشی برای درمان سکته. سمت راست: اسکلت بیرونی پا که کاربران پاراپلژی را قادر می‌سازد دوباره راه بروند.

سامانه‌های کنترلی

سامانه کنترلی، رفتار اسکلت بیرونی را تعریف می‌کند. پس از معرفی کلی کنترل اسکلت‌های بیرونی، کنترلرهای مختلف که تعامل اسکلت بیرونی و کاربر را تعریف می‌کنند، معرفی شده‌اند. گام به گام بحث، پیاده‌سازی و آنها را آزمایش می‌کنیم.

نمونه‌هایی از اسکلت‌های بیرونی موجود. سمت چپ: یک اسکلت بیرونی دست ثابت توانبخشی برای درمان سکته. سمت راست: اسکلت بیرونی پا که کاربران پاراپلژی را قادر می‌سازد دوباره راه بروند.

واقعیت مجازی و بازی‌های ویدئویی

بازی‌های ویدئویی و شبیه‌سازی واقعیت مجازی روش خوبی در استفاده با اسکلت بیرونی پزشکی هستند. آنها برای افزایش انگیزه در بیمارانی که از اسکلت بیرونی توانبخشی بهره می‌برند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای نمونه پس ازسکته مغزی برای مشغول نگه داشتن بیماران حتی در جلسات درمانی که می‌تواند ساعت‌ها طول بکشد، مؤثر است. شما خواهید آموخت که چگونه یک بازی رایانه‌ای ایجاد کنید، اسکلت بیرونی را به رایانه خود متصل کنید و از آن (اسکلت بیرونی) به عنوان یک کنترلر بازی استفاده کنید.

کنترل از طریق سیگنال عضلانی

کنترل از طریق سیگنال عضلانی یک حسگر فعالیت عضلانی (EMG) و فصل جدیدی را به دفترچه راهنما می‌افزاید. اندازه‌گیری فعالیت عضلانی کاربر برای برآورد اهداف حرکت، روشی جالب برای کنترل یک اسکلت بیرونی رباتیک است. EduExo به شما نشان می‌دهد که چگونه این کار را انجام دهید. این توسعه شامل یک حسگر فعالیت عضلانی (الکترومیوگرافی-EMG)، کابل اتصال آن به میکروکنترلر Arduino و الکترودهایی برای اتصال به کاربران است.

ما تصمیم گرفتیم آن را به صورت مجزا ارائه دهیم به این دلیل که حسگر EMG نسبتاً گران قیمت است. به این ترتیب شما می‌توانید تصمیم بگیرید که آیا می‌خواهید از این روش برای کنترل اسکلت بیرونی رباتیک پیشرفته استفاده کنید یا نه. این توسعه به طور جداگانه پس از انتشار کامل بسته ارائه شده است.

فراتر از آموزش

آموزش EduExo تمام چیزی که شما برای درک عمیق‌تر از اسکلت بیرونی رباتیک نیاز دارید را معرفی می‌کند. البته امکاناتی بسیار بیشتر از آنچه شما می‌توانید انجام دهید وجود دارد و EduExo چارچوبی کامل برای آزمایش ایده‌ها است. آیا شما می‌خواهید الگوریتم کنترلی خود را توسعه دهید یا یک بازی کامپیوتری جدید که می‌توان با EduExo کنترل کرد؟ آیا شما اطلاعات بیشتری در مورد طراحی مکانیکی می‌خواهید؟ شما می‌توانید با طراحی قطعات جدید، اسکلت بیرونی را برای آناتومی بازوی خود بهینه کنید. اگر شما ایده‌ای جالب با EduExo اجرا کردید، ما خوشحال می‌شویم آن را با ما به اشتراک بگذارید.

چرا ما نیاز به حمایت شما داریم

روی نمونه اولیه تمام اجزاء کار شده است و بخش‌های بسیاری از دفترچه راهنما نوشته شده است. اما هنوز هم باید  سخت افزار، اتمام کتابچه و راهنما، تولید در مقیاس بزرگ و سفارش قطعات، نهایی شود. بنابراین، ما نیاز به حمایت شما داریم. با کمک شما ما می‌توانیم بسته‌های آموزشی فناوری اسکلت بیرونی رباتیک را واقعاً در دسترس همه قرار دهیم. در عوض، شما نخستین افرادی هستید که EduExo را دریافت و مهارت در یک زمینه اصلی را به دست می‌آورید.

روزشمار پروژه

پروژه EduExo به عنوان یک پروژه جانبی (درکنار یک پژوهش اسکلت بیرونی رباتیک در مقطع دکتری) آغاز شده و از اوایل سال ۲۰۱۶ توسعه یافته است. اما تنها از اوایل امسال ما قادر به اختصاص زمان بیشتری برای ساخت نمونه‌های اولیه و عرضه آنها بوده‌ایم. با حمایت شما، ما انتظار داریم توسعه این بسته تا ماه آینده به اتمام برسد و عرضه آن از ماه اوت آغاز شود. هنگامی که ما همه سفارشات کیک‌استارتر (Kickstarter) را برآورده کردیم، بسته EduExo به طور کامل منتشر می‌شود.

EduExo چه چیزی نیست

مطمئن شوید که انتظارات شما با نیات ما مطابقت دارد. در اینجا چیزهایی که EduExo نیست، آورده شده است:

  • EduExo یک دستگاه پزشکی نیست که برای هر نوع درمان و یا کاربرد پزشکی در نظر گرفته شده باشد.
  • EduExo یک اسکلت بیرونی نیست که شما را فوق العاده قوی کند. تحریک آن ضعیف است. تنها برای نشان دادن اصول اولیه اسکلت بیرونی در حالی که مقرون به صرفه و امن باشد در نظر گرفته شده است.
  • این یک دستگاه پلاگین و بازی که در خارج از جعبه کار می‌کند، نیست. شما باید آن را به کار گیرید که یکی از ویژگی‌های این بسته است.

الزامات

EduExo برای کاربرانی که تازه وارد عرصه اسکلت بیرونی رباتیک شده‌اند طراحی شده است. مهارت‌های اساسی برنامه‌نویسی و الکترونیک مفید است، اما شما می‌توانید همه چیزی که نیاز دارید را حین استفاده از این بسته یاد بگیرید. آموزش شامل توضیحات گام به گام و راهکارها است.

برای استفاده از EduExo برخی از آماده‌سازی‌ها لازم است. بسیاری از لوازم الکترونیکی را می‌توان بدون لحیم کاری متصل کرد و یک بردبورد (breadboard) و کابل‌هایی برای شروع کار فراهم شده است. حسگر نیرو برای اتصال نیاز به لحیم کاری دارد. برای این منظور شما نیاز به یک هویه و برخی از ابزار اساسی دارید. اگر شما پیش از این، این کارها را انجام نداده‌اید نگران نباشید. این تجهیزات گران نیستند و ما توضیحات و آموزش گام به گام را در اختیار شما قرار می‌دهیم.

با توجه به مقررات حمل و نقل هیچگونه باتری گنجانده نشده است. برای تمام آموزش‌ها ما از قدرت Arduino برای عرضه به حسگرها و موتور استفاده می‌کنیم. شما می‌توانید خود آن را توسعه داده و حتی اگر دوست دارید محرک‌ها را جایگزین کنید.


بیشتر بخوانید:

>>EduExo بسته آموزشی اسکلت بیرونی رباتیک


منبع: kickstarter

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است».

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *