كيف يطور الذكاء الاصطناعي الأطراف البديلة ويجعل المشي بها أفضل؟
ليست الأطراف الروبوتية حلاً كاملاً لمبتوري الأطراف، عادةً ما يقضي الفنيون ساعات في ضبطها يدويًا حتى يتناغموا تمامًا مع المصابين، وساعات أخرى يعلمون هؤلاء على تعليمهم كيفية السير بشكل مستقل دون عثرة. هذا يعني المزيد من التكاليف بالنسبة للمصابين حيث سيكون عليهم دفع تكاليف جلسات إضافية غير جلسة التركيب، منها جلسات التدريب على السير واستخدام الأطراف الاصطناعية.
لكن الخبر السار هو أنه بفضل الذكاء الاصطناعي (AI)، قد تكون هناك طريقة أفضل في من أجل تطوير الأطراف الاصطناعية وجعل السير بها أسهل وأقل تكلفة.
في بحث نُشِر مؤخراً في نشرة IEEE Transactions on Cybernetics، يتحدث الباحثون في جامعة ولاية كارولينا الشمالية وجامعة نورث كارولينا عن نظام ينطبق على تعلم التعزيز يستخدم تقنية تدريب الذكاء الاصطناعي (AI) التي تستخدم نظام مكافآت للقيادة لمهمة ضبط الركبة الروبوتية.
في اختبار واحد، استغرق نظام الذكاء الاصطناعي الذي طوروه 10 دقائق فقط لمساعدة مرتدي الأطراف الاصطناعية على المشي بشكل طبيعي بدون أي تعثرات.
قال جيني سي، أستاذ الهندسة الكهربائية والحاسوب وهندسة الطاقة في جامعة ولاية أريزونا: "جسدنا يفعل أشياء غريبة عندما يكون لدينا جسم غريب على أجسامنا".
وأضاف الخوارزمية تتعلم بشكل متسارع كيف يمكنها أن تتوافق مع جسم الانسان وتساعد على استخدام الأطراف الاصطناعية وكأنها جزء من الجسم.
إذن كيف يعمل ذلك؟ مع ممارسة الأطراف الروبوتية يأخذ نموذج الذكاء الاصطناعي بعين الاعتبار مختلف العوامل التي تحدد العلاقة بين القوة والحركة في استخدام الطرف مثل صلابة المفصل الآلي، على سبيل المثال أو نطاق الحركة العمودية المسموح بها في الصدام الأمامي، خطوط الأساس هي تلك التي يستطيع مرتديها المشي بشكل مريح نسبيا، ولكن ليس بشكل سلس تماما.
في تجارب الباحثين، تطلبت اثنتا عشرة معلمة تعديلات، تم تسجيل بيانات التدريب من مبتوري الأطراف الذين كانوا يسيرون في جلسات قصيرة (من 15 إلى 20 دقيقة) وتم توفيرها إلى الخوارزمية والتي تعلمت مع مرور الوقت التعرف على أنماط من أجهزة الاستشعار المدمجة في الأطراف الصناعية.
3 اتجاهات مهمة ستؤثر على تهيئة المواقع لمحركات البحث خلال 2019
في سبيل السلامة فرض الباحثون قيودًا لتجنب المواقف التي قد تتسبب في سقوط مرتديها، لكن النظام وصل إلى إعدادات المعلمات من أجل أنماط المشي المستقرة والسلسة من تلقاء نفسها.
وقالت الكاتبة المشاركة هيلين هوانغ، وهي أستاذة في الهندسة الطبية الحيوية في كل من جامعة ولاية كارولينا الشمالية وجامعة نورث كارولينا، إنه ليس مثاليًا على الإطلاق لا يستطيع نظام الذكاء الاصطناعي "معرفة" ما إذا كانت تعديلاته تتحسن أو تزيد من سوء نمط السير الخاص.
وقالت: "إذا كنت ترغب في جعل هذا الأمر مناسبًا سريريًا، فهناك العديد من الخطوات التي يجب أن نمررها قبل حدوث ذلك"، "حتى الآن فقط لإظهار أنه ممكن في حد ذاته هو أمر مثير للغاية".
ما يمكنك فعله في ظل التوجه لدمج محادثات واتساب مع فيس بوك ماسنجر وإنستقرام؟
لكن الفريق يخطط بالفعل للعمل في المستقبل، ينوون تدريب الخوارزمية للتعامل مع الحركة العمودية، مثل الخطوات، ويأملون في إنشاء نسخة لاسلكية من الأطراف الاصطناعية التي يمكن استخدامها لجمع بيانات التدريب خارج جلسات المختبر.
لكن بشكل عام تؤكد الدراسة الجديدة أن الذكاء الإصطناعي يمكنه أن يقدمه الكثير لصناعة الأطراف الاصطناعية ومساعدة المصابين على استخدامها.
