一組研究人員開發(fā)了一種使用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制下肢外骨骼的新方法。發(fā)表在《神經(jīng)工程與康復(fù)雜志》上的題為“通過深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)對下肢康復(fù)外骨骼進(jìn)行穩(wěn)健行走控制與肌肉骨骼模型相結(jié)合”的方法，為下肢外骨骼的用戶提供了更強(qiáng)大和自然的步行控制。
雖然可穿戴機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步有助于恢復(fù)下肢障礙患者的活動能力，但目前外骨骼的控制方法在為用戶提供自然和直觀運(yùn)動的能力方面受到限制。這會損害平衡并導(dǎo)致用戶疲勞和不適。很少有研究專注于開發(fā)強(qiáng)大的控制器，這些控制器可以在安全性和獨(dú)立性方面優(yōu)化用戶體驗(yàn)。
現(xiàn)有的用于下肢康復(fù)的外骨骼采用各種技術(shù)來幫助用戶保持平衡，包括特殊的拐杖和傳感器，根據(jù)共同作者Ghaith Androwis博士的說法，他是凱斯勒基金會移動和康復(fù)工程研究中心的高級研究科學(xué)家，也是該中心康復(fù)機(jī)器人和研究實(shí)驗(yàn)室的主任。沒有這種助手的外骨骼允許更多的獨(dú)立行走，但代價是增加重量和緩慢的行走速度。
“先進(jìn)的控制系統(tǒng)對于開發(fā)下肢外骨骼至關(guān)重要，這種外骨骼可以在各種條件下自主，獨(dú)立行走，”Androwis博士說。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新方法使用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)來改善外骨骼控制。強(qiáng)化學(xué)習(xí)是一種人工智能，它使機(jī)器能夠通過反復(fù)試驗(yàn)從自己的經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)。
“使用肌肉骨骼模型和外骨骼，我們模擬了下肢的運(yùn)動并訓(xùn)練了外骨骼控制系統(tǒng)，以使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)自然的行走模式，”通訊作者Xianlian Zhou博士解釋說，他是新澤西理工學(xué)院(NJIT)生物醫(yī)學(xué)工程系生物動力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的副教授兼主任。“我們正在使用我們的團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)的下肢外骨骼在現(xiàn)實(shí)條件下測試該系統(tǒng)，結(jié)果顯示了提高行走穩(wěn)定性和減少用戶疲勞的潛力。
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