Недавно Уолш получил награду за работу над экзокостюмом. Он получил премию IEEE Robotics and Automation Society Early Career Award 2017 . Уолш, которому 35 лет, был назван «за вклад в мягкую робототехнику и носимые технологии для реабилитации».
Он соавтор « Multi-Soft Совместного Exosuit для Gait помощи , » , опубликованного в работе 2015 IEEE Международной конференции по робототехнике и автоматизации , доступной в Xplore цифровой библиотеке IEEE .
Институт взял у него интервью об экзокостюме и его усилиях по поощрению студентов к занятию носимой робототехникой.
Что вдохновило вас на создание носимого робота?
Я работал над жесткими экзоскелетами как аспирант Массачусетского технологического института с профессором Хью Херром, членом IEEE, и много узнал о робототехнике и передвижениях человека. После ампутации ноги из-за обморожения герр, доцент биомехатроники, разработал протезы стопы.
В Массачусетском технологическом институте я также впервые узнал о проблемах увеличения веса человека и совмещения человеческих суставов с суставами экзоскелета.
Как появился мягкий экзокостюм?
Начиная с 2012 года в Гарварде, меня вдохновляли коллеги, работающие с силиконом, пластиком и мягкими материалами для создания мягкой робототехники. Мы начали разработку экзокостюма, чтобы помочь здоровым людям ходить с меньшими усилиями.
В 2014 году мы начали изучать возможность адаптации технологии для пациентов с инсультом. Удар может повлиять на походку, если человек тянет за больную ногу. Мягкий экзокостюм может помочь продвинуть вперед владельца; он приподнимает его ноги и удерживает пальцы ног от опускания, чтобы они не волочились по земле и не споткнулись. Впервые концепция была представлена на Международной конференции IEEE по реабилитационной робототехнике 2015 года .
Как работает экзокостюм?
Мягкий экзокостюм передает вспомогательные крутящие моменты на голеностопные суставы пользователя, не полагаясь на жесткие внешние конструкции. Двигатели, шкивы и аккумуляторная батарея переносятся на поясном ремне. В костюме также есть накидка для каждой голени, четыре вертикальных ремня (по две на каждую ногу), датчики и кабели. Кабели прикреплены к материалу возле каждого голеностопного сустава; двигатели тянут за кабели, чтобы поддержать движения пользователя. Часть этой силы также передается через вертикальные ремни на переднюю часть поясного ремня, чтобы помочь при ходьбе бедра.
Когда владелец поднимает ногу, чтобы сделать шаг, он тянет за тросы, что помогает поднять ногу. Затем, когда ступня движется вперед, другой трос, прикрепленный к носку обуви, натягивается, чтобы помочь поднять палец, чтобы он не волочился по земле.
Датчики следят за перемещением человека. Эта информация анализируется микропроцессором на ремне, который определяет, когда подавать мощность на двигатели. Это позволяет костюму оказывать помощь именно тогда, когда требуется помощь, чтобы сделать шаг, поднять ногу, оттолкнуться от земли или поставить ногу вниз. Мягкий экзокостюм также подстраивается под походку здорового человека.
Вы работаете с кем-нибудь над производством экзокостюма?
В прошлом году мы стали партнерами ReWalk Robotics из Мальборо, штат Массачусетс, и сотрудничаем, чтобы предоставить эту технологию тем, кто может извлечь из нее пользу.
Что привело вас к созданию Гарвардской лаборатории биодизайна и над какими еще проектами вы работаете?
Лаборатория разрабатывает принципиально прорывные подходы к технологиям, связанным с носимой мягкой робототехникой. Для этого требуется многопрофильная команда, в которую входят исследователи в области робототехники, дизайна одежды, биомеханики человека и физиотерапии. Мы проводим медицинские и рыночные исследования в различных областях применения, чтобы понять проблемы и возможности, а также определить достижения, необходимые для решения неудовлетворенных потребностей.
Текущие проекты включают надувную мягкую робототехнику для верхних конечностей и скобы для предотвращения травм и ускорения восстановления. Мы также разрабатываем учебные материалы для обучения будущих новаторов в области инженерного проектирования и мягкой робототехники.
Как насчет Гарвардской инициативы по инновациям в области медицинских устройств и набора инструментов для мягкой робототехники, которые вы помогли создать?
Медицинская инициатива возникла в Гарвардской лаборатории биодизайна. Эта инициатива, запущенная в 2011 году, разрабатывает образовательные программы, которые обучают новое поколение новаторов, давая им практический опыт в разработке передовых медицинских устройств и инструментов для решения реальных проблем. Инициатива включает лекции, курсы и летнюю программу.
Мы также разрабатываем учебные материалы для использования на семинарах по мягкой робототехнике и соревнованиях в средних школах. Набор инструментов Soft Robotics Toolkit , созданный в Гарвардской лаборатории биодизайна, поддерживает проектирование, изготовление, моделирование, определение характеристик и управление мягкими роботизированными устройствами. Мы надеемся, что этот инструментарий будет способствовать развитию мягкой робототехники, позволяя дизайнерам и исследователям опираться на результаты работы друг друга. Он включает в себя плату управления жидкостной системой с открытым исходным кодом, конструкторскую документацию, описывающую широкий спектр мягких роботизированных компонентов, включая исполнительные механизмы и датчики, а также загружаемые файлы, используемые для проектирования, производства и эксплуатации программных роботов.