Des chercheurs de la NC State University ont exploité l’IA et les simulations informatiques pour révolutionner la formation des exosquelettes robotiques, permettant aux utilisateurs d’économiser de l’énergie en marchant, en courant et en montant les escaliers.
Imaginez marcher, courir ou monter des escaliers en utilisant beaucoup moins d'énergie. Cette vision est devenue réalité grâce à des recherches innovantes menées à la North Carolina State University (NC State). À l’aide de l’intelligence artificielle (IA) et de simulations informatiques, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode pour entraîner des exosquelettes robotiques, aidant ainsi les utilisateurs à réduire considérablement leur consommation d’énergie métabolique.
"Ce travail propose et démontre un nouveau cadre d'apprentissage automatique qui comble le fossé entre la simulation et la réalité pour contrôler de manière autonome des robots portables afin d'améliorer la mobilité et la santé des humains", Hao Su, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial à NC State et auteur correspondant. de l'étude, a déclaré dans un déclaration.
Le système alimenté par l'IA exploite des simulations informatiques, permettant aux exosquelettes robotiques de s'ajuster de manière autonome et d'aider les utilisateurs à se déplacer plus efficacement sans nécessiter de longs tests humains.
Lors de tests sur des sujets humains, les participants portant l’exosquelette robotique ont démontré une réduction marquée de la consommation d’énergie métabolique. Plus précisément, les sujets ont utilisé 24.3 % d’énergie en moins en marchant, 13.1 % en moins en courant et 15.4 % en moins en montant les escaliers.
"Les exosquelettes ont un énorme potentiel pour améliorer les performances des locomotives humaines", a ajouté Su. "Cependant, leur développement et leur large diffusion sont limités par la nécessité de longs tests sur l'homme et de lois de contrôle artisanales."
L'IA incarnée par ce cadre d'apprentissage automatique apprend à aider les utilisateurs dans une simulation contrôlée sans nécessiter aucune contribution expérimentale. Le cadre est prometteur non seulement pour les personnes valides, mais également pour celles à mobilité réduite.
"Notre cadre peut offrir une stratégie généralisable et évolutive pour le développement rapide et l'adoption généralisée d'une variété de robots d'assistance pour les personnes valides et à mobilité réduite", a expliqué Su.
De futures applications de cette méthode sont explorées pour aider les personnes âgées et les personnes souffrant de troubles neurologiques.
"Nous avons développé un moyen de former et de contrôler des robots portables qui profitent directement aux humains", a déclaré Shuzhen Luo, premier auteur de l'article et ancien chercheur postdoctoral à NC State, dans le communiqué. Luo, actuellement professeur adjoint à l'Université aéronautique Embry-Riddle, souligne le potentiel de cette recherche pour faire de la science-fiction une réalité.
"Ce travail concrétise essentiellement la science-fiction, en permettant aux gens de dépenser moins d'énergie tout en effectuant diverses tâches", a noté Su.
Votre étude, intitulé « Assistance aux exosquelettes sans expérience via l'apprentissage en simulation », a été publié dans la revue Nature.