Exoskeletons เทคโนโลยีช่วยเพิ่มแรง และลดการใช้พลังงานมนุษย์

เทคโนโลยี Exoskeletons นี้เราอาจจะเคยเห็นปรากฏในภาพยนตร์ไซไฟ หรือภาพยนตร์ซูเปอร์ฮีโร่เพื่อทำให้ตัวละครแข็งแกร่งขึ้น สูงขึ้น

แต่ในแง่ของการใช้งานจริงในชีวิตจริงมันไม่ได้เป็นแบบนั้น เทคโนโลยีนี้ได้รับการทดสอบและพัฒนาในอุตสาหกรรมต่างๆ

เช่นการผลิตรถยนต์ , การเดินทางทางอากาศ ทางทหาร และการดูแลสุขภาพ เพื่ออำนวยความสะดวกให้กับผู้คนและช่วยให้ยกของหนักได้ง่ายขึ้น

เทคโนโลยีนี้ถูกพัฒนาโดยวิศวกรที่ Stanford Biomechatronics Laboratory อุปกรณ์ดังกล่าวยังได้ถูกอธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ด้วย

โดยสรุปแล้วมันคือ รองเท้าบูทแบบใช้มอเตอร์ที่ช่วยให้ผู้สวมใส่ก้าวไปข้างหน้าในแต่ละย่างก้าวได้รวดเร็วขึ้น

สิ่งที่ทำให้แตกต่างไปจากนี้ก็คือ ฟังก์ชันที่ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกับบุคคลที่ใช้งานมากกว่าที่จะเป็นมาตรฐานเดียว เพราะแต่ละคนนั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวไม่ว่าจะเป็นความสูง น้ำหนัก และความเร็วในการเดินที่แตกต่างกัน

ในการพัฒนานั้นได้มีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างและเปิดใช้งานโดยอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องหรือที่เรียกกันว่า Machine learning ซึ่งทีมฝึกฝนเครื่องนี้โดยใช้อีมูเลเตอร์ นั่นก็คือเครื่องที่เอาไว้รวบรวมข้อมูลของการเคลื่อนไหวทั้งหมด

และรวมไปถึงข้อมูลรายละเอียดในการใช้พลังงาน อาสาสมัครที่ลองใช้งานได้เชื่อมต่อกับระบบเพื่อแชร์ข้อมูลเหล่านั้นมาโดยให้อาสาสมัครเดินด้วยความเร็วที่แตกต่างกันในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การเดินขึ้นรถเมล์หรือเดินเล่นในสวนสาธารณะ

โดยอัลกอริธึมจะดึงความเชื่อมโยงระหว่างสถานการณ์เหล่านี้กับการใช้พลังงานของเหล่าอาสาสมัครแต่ละคน โดยใช้การเชื่อมต่อเพื่อเรียนรู้แบบเรียลไทม์ว่าจะช่วยให้ผู้สวมใส่เดินในทางที่เป็นประโยชน์ต่อพวกเขาได้อย่างไรเพื่อให้พวกเขาใช้แรงน้อยและมีประสิทธิภาพมากที่สุด

เมื่ออาสาสมัครสวมรองเท้าบู๊ต อัลกอริธึมจะทดสอบรูปแบบการช่วยเหลือที่แตกต่างกันในแต่ละครั้งที่พวกเขาเดินหรือใช้งาน โดยวัดว่าการเคลื่อนไหวของพวกเขาเปลี่ยนมากไหมตามการตอบสนอง

โดยขั้นตอนเหล่านี้มีช่วงการเรียนรู้ที่สั้นมากๆ แต่เฉลี่ยแล้วอัลกอริธึมสามารถปรับตัวเองให้เข้ากับผู้ใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เวลาไม่ถึงชั่วโมง

ซึ่งเจ้ารองเท้าบู๊ตนี้ทำงานโดยใช้แรงบิดที่ข้อเท้าแทนที่การทำงานของกล้ามเนื้อน่องของผู้สวมใส่ ขณะที่ผู้ใช้ก้าวเท้า ก่อนที่เท้าจะออกจากพื้น อุปกรณ์จะช่วยเพิ่มแรงให้พวกเขาดันเท้าออกมาและมันก็ใช้งานได้ดีมาก

โดยเฉลี่ยแล้วผู้คนที่สวมใส่รองเท้าบู๊ตนี้เดินเร็วขึ้นมากกว่าปกติถึง 9% ในขณะที่ใช้พลังงานน้อยลงถึง 17% ในการเปรียบเทียบโดยตรงบนลู่วิ่ง รองเท้าบู๊ตช่วยลดการออกแรงของมนุษย์ได้ถึงสองเท่าเมื่อเทียบกับการที่เดินหรือวิ่งปกติ

การลดแรงในการเดินหรือวิ่งโดยทั่วไปไม่ใช่เป้าหมายที่พวกเราส่วนใหญ่ควรตั้งเป้าไว้ แต่ทีมที่พัฒนารองเท้าบู๊ตนี้เห็นว่ามันควรถูกใช้เพื่อช่วยเหลือผู้ที่มีความบกพร่องในการเคลื่อนไหวรวมไปถึงผู้สูงอายุหรือผู้ทุพพลภาพ

เนื่องจากขณะนี้รองเท้าบู๊ตยังอยู่ในขั้นต้นแบบ จึงไม่สามารถเข้าถึงฐานผู้ใช้ที่กว้างขึ้นได้ จนถึงขณะนี้ยังได้รับการทดสอบแค่กับผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีในช่วงอายุ 20 กลางๆ เท่านั้น

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำการทดสอบใหม่และปรับเปลี่ยนอะไรอีกเยอะสำหรับผู้ที่ต้องการเห็นเครื่องนี้สมบูรณ์แบบและสามารถนำมาใช้ได้จริงในชีวิตประจำวัน

แต่เมื่อมันสำเร็จขึ้นมาเราอาจจะได้เห็นผู้คนที่มีที่มีความบกพร่องในการเคลื่อนไหวรวมไปถึงผู้สูงอายุหรือผู้ทุพพลภาพออกมาเดินได้ปกติพร้อมกับรอยยิ้มที่แสนมีความสุขของพวกเขาก็เป็นได้ ถือว่าเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่มากอย่างหนึ่งของมนุษย์ซึ่งเราอาจจะได้เห็นเทคโนโลยีนี้เป็นต้นแบบให้กับเทคโนโลยีอื่นๆในโลกอนาคตก็ได้

แหล่งที่มา singularityhub.com