عضلات مبتنی‌ بر هوش مصنوعی، راه‌حلی برای بازیابی توانایی‌های حرکتی

محققان دانشگاه فناوری جورجیا عضلات مصنوعی‌ای ساخته‌اند که با استفاده از مواد انعطاف‌پذیر و هوش مصنوعی، قادر به یادگیری از حرکات بدن و انجام حرکات طبیعی و ایمن هستند.

کد خبر: ۳۶۹۴۴۶

تاریخ : ۱۰ آبان ۱۴۰۴ - ۱۱:۵۸

نوشته

به گزارش شهرآرانیوز، محققان آمریکایی اخیراً با مواد شبیه به بدن، عضلات مصنوعی‌ای ساخته‌اند که با سیستم‌های کنترل هوشمند کار می‌کنند. به گفته آنها، این فناوری قادر است از بدن یاد بگیرد و در زمان واقعی تطبیق یابد. این فناوری حرکاتی طبیعی، پاسخ‌دهنده و ایمن تولید می‌کند که می‌تواند از فرآیند بهبودی حمایت کند.

محققان دانشگاه فناوری جورجیا از الیاف ساختارمند به صورت سلسله‌مراتبی استفاده کرده‌اند؛ این الیاف مواد انعطاف‌پذیری هستند که در چند لایه‌، مشابه عضله و تاندون دست انسان کار می‌کنند. این مواد قادرند حس کنند، تطبیق یابند و حتی «به یاد بیاورند» که قبلاً چگونه حرکت کرده‌اند.

عضلات مصنوعی انعطاف‌پذیر و پاسخ‌دهنده

هنگامی که مردم به ربات‌ها فکر می‌کنند، معمولاً تصاویر فیلم‌های «ترمیناتور» یا «پلیس آهنی» در ذهنشان تداعی می‌شود: بزرگ، سفت و ساخته‌شده از فلز. اما آنچه ما در حال توسعه آن هستیم کاملاً برعکس تصورات است. این عضلات مصنوعی نرم، انعطاف‌پذیر و حساس (بیشتر شبیه به بافت انسانی تا ماشین) هستند. هونگ یو، استاد دانشگاه جورجیا و متخصص مهندسی مکانیک، توضیح می‌دهد که الگوریتم‌های یادگیری ماشینی برای تنظیم این مواد انعطاف‌پذیر به صورت زمان واقعی با مقدار مناسب نیرو یا انعطاف‌پذیری برای هر کار استفاده می‌شود.

محققان همچنین اشاره کرده‌اند که این عضلات تنها به دستورات پاسخ نمی‌دهند. آنها از تجربیات خود می‌آموزند. این عضلات می‌توانند تطبیق یابند و خود را اصلاح کنند که باعث می‌شود حرکت‌ها نرم‌تر و طبیعی‌تر شوند. نتیجه این تحقیق به طور عمیقی انسانی است.

برای کسی که یکی از اعضای بدنش را از دست داده یا در حال بهبودیافتن از سکته مغزی است، هر حرکت عمدی نه تنها قدرت را دوباره می‌سازد، بلکه اعتماد به نفس، استقلال و حس خود را بازسازی می‌کند. ساخت عضلات شبیه به بدن کار ساده‌ای نیست. آن‌ها باید فناوری‌ای بسازند که از تحریک سیستم ایمنی بدن جلوگیری کند. این بدان معناست که مواد باید به گونه‌ای ساخته شوند که در بدن بمانند و به تدریج با آن سازگار شوند.

{$sepehr_key_163278}

عضلات مصنوعی با هوش افزوده و یادگیری از محیط

این تحقیق که در مجله interestingengineering منتشر شده است، به پیشرفت‌های هوش افزوده در عضلات مصنوعی می‌پردازد، که بر مواد عملکردی، طراحی‌های ساختاری و تکنیک‌های تولید تمرکز دارد.

این بررسی به هوش مبتنی بر حافظه اشاره دارد که به عضلات مصنوعی اجازه می‌دهد حرکات از پیش برنامه‌ریزی‌شده‌ای را انجام دهند و وضعیت‌های ذخیره‌شده فعال‌سازی خود را در پاسخ به شرایط متغیر به‌روز کنند. همچنین هوش مبتنی بر حس را مورد توجه قرار می‌دهد که به عضلات این امکان را می‌دهد که تغییرات محیطی را درک کرده و به آنها پاسخ دهند.

محققان همچنین چالش‌های باقی‌مانده در مقیاس‌پذیری، برنامه‌ریزی مجدد، پویا و ادغام قابلیت‌های چندمنظوره را مطرح کردند و دیدگاه‌های آینده برای پیشرفت‌های بیشتر در این حوزه را مورد بحث قرار دادند.

هونگ یو می‌گوید: «ما فقط به فکر عملکرد نیستیم، بلکه تطبیق‌پذیری هم مهم است. اگر قرار است این عضلات بخشی از بدن کسی شوند، باید با آن فرد هماهنگ شوند، نه علیه آن فرد عمل کنند.»

تیم تحقیقاتی این الیاف مصنوعی را مانند ابزار‌های دقیق کالیبره می‌کند: تست می‌شوند، تنظیم می‌شوند و دوباره کالیبره می‌شوند تا زمانی که با حرکات طبیعی بدن هم‌خوانی پیدا کنند. به مرور زمان، این عضلات نوعی «حافظه عضلانی» پیدا می‌کنند و به شرایط متغیر به طور انعطاف‌پذیر تطبیق می‌یابند. یو توضیح می‌دهد که این تطبیق‌پذیری پویا همان چیزی است که یک ماشین را از یک پروتز که واقعاً زنده به نظر می‌رسد، جدا می‌کند.

{$sepehr_key_163277}