Интеллект для ног

Успехи в создании носимых экзоскелетов дают возможность восстановить подвижность ног после различных заболеваний и травм. Чтобы больной мог поддерживать баланс, эти реабилитационные устройства оборудуют специальными сенсорами и разными дополнительными опорами, даже костылями. Методы управления экзоскелетами для ног прежде всего нацелены на выполнение естественных движений. Это не всегда удобно, так как электроника не оптимизирует баланс пользователя, поэтому он быстро устает и чувствует дискомфорт. Сегодня инженеры почти не разрабатывают программируемые контроллеры экзоскелетов, которые нацелены на безопасность движений.

Этот недостаток восполнила команда инженеров Технологического института Нью-Джерси, руководимая профессором Жоу Ксинлианом (Xianlian Zhou) с факультета биомедицинской инженерии. Ученые создали универсальную систему управления на базе искусственного интеллекта, которая, по их мнению, сможет изменить ситуацию и при обучении пользованию экзоскелетом, и при последующем восстановлении навыков передвижения с его помощью. Новый метод описан в статье, вышедшей в журнале Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. Она доступна всем желающим.

Авторы работы применили так называемое глубокое подкрепляющее обучение ИИ. Оно отличается тем, что позволяет управляющему алгоритму учиться на собственном опыте методом проб и ошибок. Инженеры разработали новую математическую модель движения скелета и мускулатуры, которая описывает перемещение ног человека. На ней исследователи и тренировали алгоритм, который они создали для экзоскелета, пока не достигли естественности и устойчивости в движении.

Тесты показали, что экзоскелет пригодится больным с самыми разными заболеваниями — травмами и ранениями позвоночника, множественным склерозом, инсультом и другими неврологическими заболеваниями. Перенастраивать алгоритмы для них не нужно.