AI 驅動外骨骼機器人重大突破!最便宜機種一年內降至不到 5 萬元

作者 | 發布日期 2024 年 07 月 05 日 8:10 | 分類 AI 人工智慧 , 尖端科技 , 機器人 line share follow us in feedly line share
AI 驅動外骨骼機器人重大突破!最便宜機種一年內降至不到 5 萬元


拜 AI 技術之賜,外骨骼機器人(exoskeleton,或稱穿戴式機器人)將在能量節省、協同輔助、開發成本上獲得重大突破,再加上創新的硬體設計,進而讓售價從當前最便宜機型的 50,000 美元(約新台幣 163 萬元)的價格,在未來一年內降至 1,500 美元(約新台幣 4.9 萬元)。 

北卡羅萊納州立大學(NCSU)與北卡羅萊納大學教堂山分校的研究人員開發突破性的 AI 驅動外骨骼機器人,能在人體運動時提供前所未有的能量節省效益,甚至讓使用者感覺身體彷彿少了 26 磅負荷,進而顯著升運動表現,並且讓生活上的活動效率大增。

數位分身模擬讓人機共存,強化學習實現點到點控制

革命性外骨骼機器人祕密在於精細複雜的數位分身模擬(digital twin simulation)技術,該技術讓人類與機器共存,透過數百萬次迭代學習和調適,以達到完美的身體輔助。如今這款外骨骼機器的 AI 演算法還在開發中,相對於專注於模擬和遊戲的傳統機器學習,演算法直接朝向增強人類能力的新領域發展。

研究人員採用了資料驅動和物理資訊的強化學習(reinforcement learning)方法,確保他們的可穿戴式機器人不僅極具智慧,運作上也很直覺。這項尖端技術能將機器人裝置感測器搜集資訊,直接轉換成相應的輔助扭矩,中間沒有任何其他步驟,實現點到點控制。

代謝成本降低最大化,高效模擬學習框架大幅降低研發成本

最令人驚嘆的是,這款外骨骼機器人能在包括走路、跑步和爬樓梯等多種活動提供協同輔助。學習控制器會自動適應每個使用者不同的運動模式,無需手動控制即可無縫調適活動之間的過渡。經實測發現,在最先進的可攜式外骨骼機器人中,這款外骨骼機器人在步行(24.3%)、跑步(13.1%)和爬樓梯(15.4%)方面實現了最大的代謝成本降低。

儘管當前這款外骨骼機器人由於研發成本和致動器的原因,所以會維持在 5 萬至 12 萬美元(約新台幣 163 萬至 392 萬元)高價位區間。但研究團隊可以透過高效模擬學習框架的使用大幅降低研發成本,允許電腦模擬快速設計和測試,不需要人體和實體機器人密集測試。

團隊表示,接下來計劃創新硬體設計,也就是低齒輪比、高成本效益且高扭矩的電動馬達,實現真正可負擔且易獲得的外骨骼機器人。約一年內團隊可實現售價 1,500~4,000 美元(約新台幣 4.9 萬至 13 萬元)目標,打造完全沒有行動障礙的世界。

(首圖來源:影片截圖)

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