Костюм-робот научит человека играть в гольф



Роботизированный "костюм" с обратной связью: белыми маркерами на правой руке показаны сочленения, которые контролируются компьютерной системой (фото Lieberman, Breazeal).

Исследователи Синтия Бризил (Cynthia Breazea) и Джефф Либерман (Jeff Lieberman)из группы по разработке персональных роботов Массачусетского технологическогоинститута (Personal Robotics Group) разработали специальный вибротактильныйкостюм (правда, пока он охватывает только плечо и руку), с помощью которогоможно обучить человека любым двигательным навыкам, например, игре в гольф илитанцевальным движениям. Кроме того, он пригодится пациентам, которые проходятреабилитацию после различных неврологических травм.

>Статья авторов,посвящённая пилотной версии этой роботизированной системы, была опубликована вжурнале IEEE Transactions on Robotics.

Итак, как же всё это работает?Положим, человек очень хочет научиться какому-нибудь непростому удару,используемому в игре в гольф. Его учитель надевает на себя костюм из лайкры. Втечение 10 минут система автоматически подстраивается под его физическиепропорции (длину руки, расположение суставов и так далее), а затем обучающийделает тот самый удар (так называемое "идеальное движение").

В это времяспециальная оптическая система захвата движений от фирмы Vicon отслеживаетместоположение всех маркеров (смотрите фото) с точностью до одногомиллиметра.

По словам Либермана, "самой трудной частью нашей работы сталаразработка программных продуктов для системы отслеживания сложных движенийчеловеческого тела, которая должна работать очень быстро и очень точно, чтобыпотом адекватно воспроизвести их с учеником".

Полученные данные костюм"скармливает" программе, которая (после подгонки костюма под обучаемогочеловека) сравнивает физические параметры ученика и учителя. Как только учительсделал своё "идеальное движение", костюм может записать, "проиграть" и повторитьего даже на разных скоростях.

Когда же, наконец, к делу приступает ученик,то его движения корректируются с помощью вибрации небольших приводов, вшитых вместах расположения маркеров. Вибрации пропорциональны погрешности положениятого или ионного сустава обучающегося человека. Система может скорректироватьдаже вращательные движения руки, вызывая соответствующие тактильные ощущения иподсказывая человеку как её поворачивать.

Раньше на то, чтобы обучитьподающего надежды спортсмена хорошо играть в гольф, уходили месяцы тренировок исотни часов просмотра видеозаписей профессиональных игр.

В будущем же (еслиразработка всё-таки достигнет размеров полного костюма и обретёт порядка стамаркеров) будет достаточно нескольких движений высококвалифицированного учителяи далее человек может обучаться так, будто находится в теле мастера. Ученикудаже не понадобится видеть обучающего (что весьма удобно для слепых илислабовидящих людей).

"Идея создания столь странного механизма пришла мне вголову во сне. Я проснулся, провёл около часа в размышлениях и в этот же деньпоставил первые опыты. Окончательный вариант (со всеми программными иаппаратными усовершенствованиями) был готов примерно через полгода", —говорит Джефф.

Проведённые эксперименты показали, что "подсказки" костюмапомогли студентам повысить на 23% долю удачных попыток повторить движение запреподавателем, и уменьшить количество ошибок на 27%.

А если представить,что полноценный костюм в будущем можно будет использовать для обучения,например, плаванию (не надо будет несколько сотен раз подниматься из воды итолько затем делать новые попытки), то, скорее всего, существенно уменьшится ивремя, необходимое для полной подготовки человека.

В ходе экспериментовтакже выяснилось, что система каким-то образом задействовала подсознательныенавыки людей по обучению тем или иным движениям, что особенно важно для техбольных, кому необходимо обратно "срастить" повреждённые участки нервнойсистемы, восстановить умение производить какое-либо действие.

"Прототипнашего костюма получился очень дорогим и достаточно тяжёлым. Над устранениемэтих недостатков мы работаем сейчас", — добавляет Либерман.Источник:PhysOrg.com






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.