Robô ambulante vestível permite que pessoas com deficiência o usem em cadeiras de rodas

Os pesquisadores do KAIST revelaram um novo robô vestível desenvolvido para pessoas completamente paralisadas, que pode caminhar até elas para que o usuário possa usá-lo fora da cadeira de rodas, sem a ajuda de outras pessoas. Além disso, foi anunciado que a equipe do professor Kyoungchul Kong do KAIST participará da categoria de robôs vestíveis do 3º Cybathlon, que acontece quatro anos após a conquista da medalha de ouro pela equipe em 2020.

Esta nova versão do robô vestível para paraplégicos, WalkON Suit F1, foi desenvolvida pelo Professor Kyoungchul Kong (CEO e fundador da Angel Robotics) do Departamento de Engenharia Mecânica KAIST.

WalkON Suit é um robô vestível para pessoas que sofrem de deficiência paraplégica que a equipe de pesquisa tem pesquisado continuamente desde 2015. Este robô auxilia pessoas com lesão de grau de incapacidade da American Spinal Injury Association (ASIA) – A (paralisia completa), o nível mais grave de paraplegia. Portanto, seu objetivo de desenvolvimento é diferente de outros robôs de terapia de reabilitação e auxílio à força muscular atualmente fornecidos nacionalmente pela Angel Robotics.

A equipe de pesquisa do professor Kong anunciou o WalkON Suit 1 pela primeira vez em 2016 e, em seguida, introduziu o WalkON Suit 4 em 2020, aumentando a velocidade de caminhada para 3,2 km/h, atingindo a velocidade normal de caminhada de pessoas sem deficiência. Além disso, demonstrou capacidade de passar por obstáculos como passagens estreitas, portas e escadas que podem ser encontrados no dia a dia.

No entanto, ele tinha o mesmo problema fundamental que todos os robôs vestíveis têm: eles exigem a ajuda de outras pessoas para vestir o robô. Embora uma pessoa possa andar sem a ajuda de outras pessoas depois de usar o robô, para começar, ela precisava da ajuda de alguém para colocá-lo.

O recém-lançado WalkON Suit F1 apresentou uma solução técnica para este problema fundamental. Ele aplicou um método de encaixe frontal em vez de um método de assento traseiro, para que se possa usar o robô imediatamente, sem sair da cadeira de rodas e entrar no robô, o que exigiria a ajuda de outras pessoas no meio da transição.

Além disso, antes de usar o robô, ele pode andar sozinho como um robô humanóide e se aproximar do usuário. Ele também implementa uma função que controla ativamente o centro de seu peso contra a força da gravidade, para que mantenha o equilíbrio sem cair, mesmo que o usuário empurre o robô de outra forma. O design externo do WalkON Suit F1, que cruza entre um humanóide e um robô vestível, foi criado pelo Professor Hyunjoon Park do Departamento de Design Industrial da KAIST.

A função original do robô vestível também foi bastante melhorada. O desempenho do controle de equilíbrio foi melhorado para permitir o uso livre de ambas as mãos na posição vertical, bem como a liberdade de dar vários passos sem bengala.

Os avanços tecnológicos ao nível dos componentes também são dignos de nota. Através da estreita colaboração com a Angel Robotics, todos os componentes principais do robô, como o motor, o redutor, o acionador do motor e o circuito principal, foram produzidos internamente.

A densidade de saída dos módulos motor e redutor foi melhorada em cerca de duas vezes (com base na potência por peso) em comparação com a tecnologia existente da equipe de pesquisa, e o desempenho de controle do driver do motor foi melhorado em cerca de três vezes (com base na frequência velocidade de resposta) em comparação com a melhor tecnologia estrangeira.

Em particular, a tecnologia de software incorporada do driver do motor foi significativamente melhorada para que algoritmos avançados de controle de movimento possam ser implementados de forma estável sem o uso de controladores caros de nível superior. Além disso, foram instalados sistema de reconhecimento visual para detecção de obstáculos e placa de IA para aplicação em rede neural.

O professor Kong explicou: “WalkON Suit é o culminar da tecnologia de robôs vestíveis para deficientes” e acrescentou: “Os numerosos componentes, controle e tecnologias de módulos derivados do WalkON Suit estão estabelecendo o padrão para toda a indústria de robôs vestíveis”.

A equipe de pesquisa do professor Kong revelou o WalkON Suit F1 e anunciou que participará do 3º Cybathlon, que acontece quatro anos após o último evento. Nesta competição, que será realizada no dia 27 de outubro, no laboratório do Professor Kong, o Exo Lab estará participando com Jeongsu Park, um Ph.D. Student, como líder e Seunghwan Kim, pesquisador da equipe do laboratório com paralisia completa, como atleta competidor.

A dificuldade das missões nesta competição aumentou significativamente em comparação com a competição anterior, e o número de missões aumentou de seis para 10. Algumas missões foram criticadas por serem excessivamente desafiadoras, indo além do nível que pode ser encontrado no dia a dia. vida.

A este respeito, o líder da equipa Jeongsu Park expressou a sua ambição, dizendo: “Como já conquistamos o primeiro lugar na competição anterior, o nosso objetivo nesta competição é mostrar a lacuna tecnológica em vez de competir por classificações”.

O Cybathlon é uma Olimpíada ciborgue realizada a cada quatro anos na Suíça. Esta competição será realizada em formato híbrido, com alguns participantes participando na Suíça, enquanto outros transmitirão ao vivo de estádios de seu próprio país no dia 27 de outubro. A equipe de pesquisa do Professor Kong participará através de transmissão ao vivo das instalações de competição instaladas na Angel Robotics’ Instituto de Pesquisa Avançada (Planeta Daejeon).