神經(jīng)擬態(tài)技術(shù)新進展：可用在機器臂上協(xié)助殘障人士正常生活

近日一項關(guān)于在輪椅上安裝機器人手臂的研究已有測試版本。該項目主要由埃森哲提供資金和技術(shù)支持、英特爾提供神經(jīng)擬態(tài)技術(shù)以及 Applied Brain Research（ABR）公司提供算法，以色列研究團隊整合多方技術(shù)來進行產(chǎn)品測試。

據(jù)了解，該款安裝在輪椅上的機器人手臂，能協(xié)助有脊柱損傷的病人完成日常活動，將在以色列最先進的青少年康復(fù)中心阿林醫(yī)院——進行針對兒科病人的臨床評估和測試。

輔助機器人技術(shù)可以彌補上千萬需要借助輪椅的殘障人士，使用上肢進行喝水、吃飯等基本動作。參與者將使用一個小型的精密操縱桿來控制機器人手臂，研究人員將收集機器人手臂性能相關(guān)信息，以對其實用性進行評估。研究表明，這種裝置不僅能增強使用者的獨立感，還可以最多可以減少 41% 的必要人為護理時間。

圖注：機械臂的早期原型，旨在協(xié)助脊髓損傷患者執(zhí)行日常任務(wù)。圖片來源：阿林醫(yī)院

值得一提的是，英特爾的神經(jīng)擬態(tài)研究芯片 Loihi 也被用在該項目中，能進行實時學(xué)習(xí)，進而降低此類設(shè)備的開發(fā)和運營成本近 10 倍，這也是神經(jīng)擬態(tài)技術(shù)進一步落地的一大場景。

埃森哲技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展與戰(zhàn)略總監(jiān)、首席研究科學(xué)家 Edy Liongosari 表示：“該研究項目強有力地展示了神經(jīng)擬態(tài)計算對開發(fā)價格合理的智能輔助設(shè)備的重要性?！?/p>

圖注：阿林醫(yī)院團隊的一名成員演示如何使用機械臂來協(xié)助脊椎受傷患者執(zhí)行日常任務(wù)。圖片來源：阿林醫(yī)院

據(jù)了解，以色列開放大學(xué)和阿林醫(yī)院的研究人員已經(jīng)開發(fā)了用于產(chǎn)品測試的機器人手臂；下一步是建立控制手臂的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

為此，研究團隊將采用由 ABR 開發(fā)并提供給本項目的 “反復(fù)糾錯驅(qū)動的自適應(yīng)控制分層算法（REACH）”作為基礎(chǔ)，其與神經(jīng)擬態(tài)計算結(jié)合后，就能實現(xiàn)機器臂進行復(fù)雜路徑的運動，如手寫單詞和數(shù)字。

算法的工作完成后，研究團隊也會把新模型部署到英特爾的神經(jīng)擬態(tài)硬件上，并測試機器人手臂的功能。研發(fā)的機器臂經(jīng)過改進后也將進入臨床測試及評估階段，主要被用于阿林醫(yī)院需要使用電動輪椅和患有上肢運動損傷的病人。

“受限于高成本和高能耗，機器人手臂目前還無法為人們帶來福祉，” 以色列開放大學(xué)首席項目研究員 Elishai Ezra Tsur 表示。“有了埃森哲以及英特爾、ABR 的支持，我們得以探索在神經(jīng)擬態(tài)硬件上實施自適應(yīng)控制，以顯著降低的成本滿足人們對協(xié)作性強、對用戶友好、精準(zhǔn)度高的機器人手臂的需求?！?/p>

如果該項目獲得成功，研究團隊計劃探索這款輔助機器人手臂的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。此外，他們還打算探索自適應(yīng)控制技術(shù)在柔性制造和工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用情況。英特爾和埃森哲將繼續(xù)合作，尋找并資助其它有潛力能夠推動該領(lǐng)域發(fā)展的神經(jīng)擬態(tài)研究項目。