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大兴轮椅者的福音:“神经拟态”机器人臂 协助患者完成日常活动

2022-11-26 16:46:01 52278

8月20日,轮椅者的福音。英特尔和埃森哲近日宣布,他们将共同支持英特尔神经拟态研究社区(INRC)的一个项目,该项目由以色列开放大学神经-生物拟态工程实验室牵头并与阿林医院(ALYN Hospital)协作完成。通过埃森哲的资金和技术支持、英特尔的神经拟态技术以及Applied Brain Research(ABR)公司的算法,以色列研究团队将开发一款安装在轮椅上的机器人手臂,协助有脊柱损伤的病人完成日常活动。该设备将在以色列青少年康复中心阿林医院——进行针对儿科病人的临床评估和测试。

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研究表明,安装在轮椅上的机器人手臂能增强使用者的独立感,这些辅助工具最多可以减少41%的必要人为护理时间。然而,由于能让机器人手臂实时适应使用者和周围环境的部件十分昂贵,这类设备的成本极高,大多数有需要的人群无法购得。

据介绍,英特尔神经拟态研究芯片Loihi拥有实时学习能力,因此有望帮助降低此类设备的开发和运营成本。研究人员预测,利用Loihi的实时学习能力可以执行自适应控制,从而增强机器人手臂的功能性,同时采用性价比高的零部件,可以将成本降低10倍以上。同时Loihi的能效最高能达到通用芯片的1000倍,采用Loihi芯片的设备所需充电次数更少,更适合日常使用。

英特尔神经拟态计算实验室主任Mike Davies表示:“神经拟态计算很适合用于辅助技术,因为它对能耗的要求低,能够学习并实时适应新情况。通过英特尔、埃森哲与以色列开放大学、阿林医院的合作,我们希望为依赖轮椅且行动不便的儿童赋予新的能力,提升病人的生活品质。”

目前,以色列开放大学、阿林医院的研究人员已经开发了用于产品测试的机器人手臂,下一步将建立控制手臂的神经网络模型,采用ABR公司开发的“反复纠错驱动的自适应控制分层算法”(REACH)作为基础,与神经拟态计算结合后,可以让设计简单的机器人手臂以复杂的路径进行运动,比如手写单词和数字,而且错误率更低。

算法工作完成后,研究团队将把新模型部署到Intel的神经拟态硬件上,并测试机器人手臂的功能,再经过改进后将进入临床测试、评估阶段,服务对象是阿林医院需要使用电动轮椅和患有上肢运动损伤的病人。

如果项目获得成功,研究团队计划探索辅助机器人手臂的生产环节,以及自适应控制技术在柔性制造和工业自动化领域的应用。Intel神经拟态研究芯片Loihi不断取得重大突破,今年3月份就具备了“嗅觉”,可以在明显噪声和遮盖的情况下学习和识别危险化学品,而且只需单一样本就能识别一种气味。

随后,Intel还完成了迄今规模最大、性能最强的最新神经拟态研究系统“Pohoiki Springs”,可提供1亿个神经元的计算能力,相当于一个小型哺乳动物大脑的规模。


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