美国佐治亚理工学院:AI助力外骨骼研发 开启可穿戴机器人新篇
2025-11-20 15:02
来源:佐治亚理工学院
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佐治亚理工学院的研究人员借助人工智能,为外骨骼设备研发带来重大突破,让开发、改进并部署可穿戴机器人帮助行动不便者变得更为实际。此前,制造实用可穿戴机器人设备,驱动系统的计算机大脑训练耗时耗钱,还需专门实验室收集海量人体数据。且系统更改改进就得重新收集数据训练,成本高昂,现实应用不切实际。

研究人员利用这款下肢外骨骼,结合大量现有的人体运动数据,测试了他们的新方法,旨在创建能够提供有效辅助的功能性外骨骼控制器。借助他们的人工智能工具,控制器无需针对每台特定的外骨骼设备进行耗时的额外训练和数据收集。

如今,佐治亚理工学院工程师和计算机科学家开发出一种人工智能工具,能把海量现有人体运动数据转化为功能性外骨骼控制器,无需数据收集、重新训练,也无需为特定设备投入大量额外实验室时间。研究成果打造的外骨骼“大脑”,在髋关节和膝关节运动辅助上性能堪比市面上最好的控制器,相关成果于11月19日发表在《科学机器人》杂志上。

该研究由前博士生基顿·舍佩雷尔领导,众多研究人员参与,还与交互式计算学院团队合作开发了关键AI系统。他们使用名为CycleGAN的AI技术,将人们不穿戴外骨骼时的运动数据集与穿戴时的运动方式关联,预测机器人辅助量。新型人工智能模型无需像之前研发高性能控制器那样,花费数年收集使用数据,它能即时检测估算用户关节运动和施加的力,外骨骼将力提升高达20%。

这项研究意义重大,不仅加速实验室研究,还为其他机器人专家部署控制器打开大门。其成果不仅适用于腿部外骨骼,还能应用到上肢系统、假肢系统甚至自主机器人上。研究人员期待与行业伙伴合作,尽快将控制器部署到实际系统。

更多信息: Keaton L. Scherpereel 等人,《深度领域自适应消除任务无关可穿戴机器人控制所需的昂贵数据》,《科学机器人》(2025)。期刊信息: 《科学机器人学》

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