L'intelligence artificielle permet aux exosquelettes d'aider les utilisateurs plus efficacement

Les exosquelettes fonctionnent généralement en implémentant des mouvements programmés à l'avance et en faisant appel à l'utilisateur, ce qui rend difficile les utiliser pour un large éventail de mouvements dans des environnements réels.

Maintenant, dans un exemple notable de robotique portable, publié dans Robotique NPJles chercheurs du Riken Guardian Robot Project au Japon ont utilisé l'intelligence artificielle pour mieux aider les utilisateurs, en concevant un exosquelette qui fonctionne en fonction des entrées concernant le statut de l'utilisateur ainsi qu'une vue de l'environnement en fonction de la perspective de l'utilisateur.

Les exosquelettes – démobots que les utilisateurs portent pour aider les mouvements difficiles en raison de la faiblesse, par exemple – ont attiré une attention significative dans nos sociétés vieillissantes. Pour permettre à ces robots de se déplacer selon l'intention de l'utilisateur, les approches de contrôle basées sur l'estimation de l'intention de mouvement sont étudiées et devraient être appliquées à un large éventail de mouvements dans les scénarios réels.

Jusqu'à présent, cela a été principalement fait en utilisant des techniques telles que l'EMG – électromyographie, qui implique de placer des capteurs sur les muscles qui détectent quand l'utilisateur tente de faire un mouvement. Placer les capteurs et les calibrer nécessite du temps et des efforts, ce qui rend difficile l'application sur le terrain.

Pour répondre à ces limitations, l'équipe Riken a étudié si l'IA, combinée à un capteur visuel, pourrait être utilisée pour rendre le travail de l'exosquelette plus efficace.

Ils ont développé un système où une IA, dans ce cas, un modèle de transformateur, recevrait des entrées d'une caméra placée près des yeux de l'utilisateur et des capteurs cinématiques autour des genoux et du torse, et utiliserait cette riche ensemble de plats pour fournir une assistance pour une série d'activités quotidiennes communs qui nécessitent différents types de soutien physique.

Les résultats étaient convaincants. Le système d'assistance alimenté par l'IA a entraîné une réduction mesurable de l'activation musculaire pendant ces mouvements, indiquant que l'exosquelette soutenait efficacement le corps de l'utilisateur.

Surtout, la stratégie d'assistance développée à partir des données d'un utilisateur pourrait également être généralisée à un autre utilisateur, ce qui suggère que le modèle est capable d'adaptabilité croisée sans recyclage – un défi significatif dans les technologies d'exosquelette actuelles.

Selon Jun-Ichiro Furukawa, l'auteur correspondant de l'étude, « ces résultats ouvrent de nouvelles portes pour les applications futures de robots portables dans des domaines tels que les soins de santé, la réadaptation et les soins aux personnes âgées. Avec un développement ultérieur, de tels systèmes pourraient offrir une assistance personnalisée et adaptative aux personnes ayant des déficiences de mobilité ou des personnes qui se remettent des blessures – améliorant leur indépendance et leur qualité de vie ». « 

Jun Morimoto, qui a co-écrit le document, a déclaré: « Cette étude représente une étape importante vers les exosquelettes intelligents qui peuvent soutenir un large éventail d'activités humaines dans divers environnements. En utilisant l'IA basé sur les transformateurs, notre système ne s'adapte pas seulement à l'état physique et à l'environnement de l'utilisateur actuel, mais montre également un potentiel d'assistance généralisée entre différents utilisateurs. »