در گذشته، سربازان برای بهینه‌سازی عملکرد خود، با چالش سازگاری با فناوریهای جدید روبرو بوده‌اند. همراهی با یک اسکلت بیرونی که بدن کاربر افزوده شده است یک بار شناختی روی ذهن وی تحمیل میکند. به همین دلیل عادت کردن به دستگاه زمان می‌برد. اینک پژوهشگران ارتش با کمک یک اسکلت بیرونی مخصوص پا در صدد شناخت مسیر شناختی ذهن و مسیر بدن برای عادت کردن به اسکلت‌های بیرونی هستند. برای آشنایی با این پژوهش با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
پژوهشگران ارتش به عنوان بخشی از یک مطالعه جدید به دنبال پاسخ سوالاتی در این زمینه هستند. این پژوهش بر چگونگی سازگاری فناوری با رفتار انسان مترکز است. در گذشته، سربازان برای بهینه سازی عملکرد خود، با چالش سازگاری با فناوریهای جدید روبرو بوده‌اند.
در این مطالعه از یک چکمه اسکلت بیرونی که عملکردی سازگار با حرکات سرباز دارد، استفاده شده است. طبق نظر توسعه دهندگان فناوری در ارتش، این چکمه، به عنوان عاملی هوشمند، برای ارتش به صورت بالقوه ارزشمند است.
محققان طیفی از حسگرها را برای ارزیابی عملکرد چکمه ها تحت نظر می‌گیرند
دکتر J. Cortney Bradford، محقق ارتش ایالات متحده گفت: «ابزارهای هوشمند به سرعت جای خود را در بسیاری از برنامه باز می‌کنند و انتظار می‌رود این تحول منجر به افزایش بهره وری گروه شود. برای این منظور، می‌بایست افراد با این ابزارهای هوشمند و همچنین اهداف و تغییرات عملیاتی به سرعت سازگار شوند.»
چرا باید فرآیند عادت کردن به پوشیدنی ها را شناخت؟
وی گفت: «درک مکانیزم‌ها و مواردی شکل دهنده سازگاری متقابل میان انسان و ابزار حائز اهمیت است.»
هدف از این مطالعه کشف سیگنال‌های مغزی، سیگنال‌های عضلانی، توابع حرکتی و معیارهای عملکردی راه رفتن است که از این طریق می‌توان وضعیت انسان را در تعامل با اسکلت بیرونی تحت نظر داشت.
Bradford گفت: «این مطالعه نه‌تنها درک ما را از چگونگی سازگاری انسان با سامانه های هوشمند بالا می‌برد، بلکه این سیگنال‌ها حاوی اطلاعاتی هستند که می‌توان از آنها برای آموزش کارآموزان استفاده کرد. این سیگنال‌ها در هر لحظه می‌توانند درک درستی از انسان به اسکلت بیرونی بدهند تا بتواند تصمیم درستی در جهت کمک به کاربر بگیرد.»
به گفتهBradford این دستگاه، که به Dephy ExoBoot معروف است، زمانی که کاربر کارهای دشواری مانند پیاده روی با کوله پشتی سنگین را انجام می‌دهد، در ناحیه مچ پا، تکیه گاه مناسبی را ایجاد میکند. سربازان با استفاده از این دستگاه می‌توانند انرژی بیشتری را ذخیره کنند.
کنترل ExoBoot
ExoBoot به طور مستقیم توسط کاربر و یا هر کنترل کننده انسانی دیگری کنترل نمی‌شود. این دستگاه مجهز به یک رایانه داخلی است که به عنوان یک کنترل کننده عمل میکند و زمانی که کاربر نیاز به کمک دارد را شخیص داده و واکنش نشان می‌دهد.
این دستگاه با به کار گیری ترکیبی از حسگرهای مکانیکی، مدل‌های رفتاری انسان و یادگیری ماشین، مواردی مانند نحوه و زمان کمک به کاربر را تشخیص می‌دهد.
به عنوان مثال نسخه فعلی فقط در حین راه رفتن کمک میکند، بنابراین باید تشخیص دهد که آیا کاربر کاری به غیر از قدم زدن، دویدن، پریدن و یا رفصیدن انجام می‌دهد یا خیر. پس از باید تشخیص دهد که آیا کاربر این حرکات را با الگوی درستی انجام می‌دهد یا خیر و در صورت لزوم به او کمک کند.
آشنایی با آزمایش ExoBoot
محققان ۲۰ نفر که تعدادی از آنها سرباز هستند را برای انجام این پژوهش استخدام کرده‌اند.
Bradford بیان داشت: « جدای از اینکه گاهی اوقات به مهارت‌های این سربازان نیاز پیدا می‌کنیم، این پژوهش فرصتی عالی برای تبادل اطلاعات میان محققان و آنها است. اغلب اوقات ما به سربازان دسترسی نداریم و از هر دیدگاهی که می‌توانند ارائه دهند سپاسگزاریم. این روشی عالی برای یادگیری علم است.»
گروهبان Luke Blum که همچنان رهبر ارشد DEVCOM است، گفت: «حضور سربازان در این پژوهش با توجه به تجربیات آنها پس انجام عملیات‌های متعدد، می‌تواند به محققان برای بدست آوردن نتایج کاربردی کمک قابل توجهی باشد. »
شرکت کنندگان در این پژوهش چندین ساعت از آزمایشگاه بازدید کردند. قرار دادن حسگرهای عضلانی بر روی بیش از پنج عضله هر پا در حدود دو ساعت زمان برد.
آنها برای بررسی چگونگی حرکت شرکت کننده با استفاده از سامانه ردیابی حرکت نوری آزمایشگاه، بیش ۴۰ نقطه از بدن را به عنوان نقاط بازتاب دهنده در نظر می‌گیرند. محققان همچنین ۱۲۸ الکترود الکتروانسفالوگرافی دو لایه که توسط اتحادیه فناوری عصب شناختی توسعه یافته است را به وسیله یک کلاهک برای اندازه گیری سیگنال‌های مغزی بر روی پوست سر شرکت کنندگان قرار دادند. این حسگرهای EEG، تصویر برداری عصبی با کمترین خطا را حین انجام کارهای پیچیده توسط کاربر، مانند راه رفتن و یادگیری استفاده از اسکلت‌های بیرونی، ممکن میکند.
پس از بررسی و حصول اطمینان از کیفیت عملکرد حسگرها، محققان از شرکت کنندگان درخواست کردند یک ساعت بدون دستگاه و یک ساعت با دستگاه ExoBoot بر روی تردمیل آزمایشگاه قدم بزنند.
ادغام انسان و هوش مصنوعی به منظور حفظ حیات
این کار بخشی از یک زمینه تحقیقاتی ARL بزرگ با تمرکز بر مناطقی است که در آن انسان و هوش مصنوعی برای زنده ماندن و ادامه فعالیت در محیط‌های پرمخاطره ادغام می‌شوند.
به گفتهBradford تیم پژوهشی داده‌ها را طی چند ماه آینده تجزیه و تحلیل میکند و نتایج حاصل از آن را در کنفرانس‌های ملی در تابستان ارائه می‌دهد تا بازخوردهایی درباره روش‌های تحقیق دریافت کنند. نتیجه گیری از سیگنال‌های عصبی ثبت شده به زمان نیاز دارد زیرا روش به کار رفته برای ثبت این سیگنال‌ها در پرژه ExoBoot نسبتا جدید است.
Bradford همچنین عقیده دارد که داده‌های زیادی برای مقایسه در دست ندارند. هدف این گروه شناسایی خصوصیات بیومتریک حیاتی و ادغام آنها در کنترل اسکلت بیرونی است.
بیشتر بخوانیم:
سرعت بخشیدن به توسعه اسکلت های بیرونی و پوشیدنی های توان افزا
سامانه IpsiHand از فناوری رابط مغز و رایانه برای توانبخشی سکته مغزی استفاده میکند
گزارش نخستین روز همایش WeaRAcon 2021
منبع: army.mil
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
