• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Robotyczna ręka

    20.03.2013. 19:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Utrata władzy w kończynie lub jej całkowite odjęcie może mieć ogromny wpływ na jakość życia. Pogodzenie się z upośledzeniem czy niepełnosprawnością może być równie traumatycznym doświadczeniem, co droga do wyzdrowienia, która jest często długa i trudna. Zmiana życia w celu przystosowania się do nowej rzeczywistości nie następuje ani łatwo ani szybko.

    Wszystkie, oczywiste dotąd czynności, nagle stają się znacznie trudniejsze. Nawet w przypadku utraty słabszej ręki, ta silniejsza nadal musi wykonywać zadanie w pojedynkę. Zdolność wykonywania codziennych czynności to nie jedyna rzecz, która ulega ograniczeniu. Ucierpieć może niezależność. Wyobraźmy sobie prowadzenie samochodu jedną ręką. Nie ma możliwości jednoczesnego trzymania kierownicy i manipulowania dźwignią zmiany biegów. Nieoczekiwanie życie towarzyskie też znacznie się komplikuje.

    Wszelkie zmiany następujące po utracie kończyny mogą mieć skutki tak emocjonalne, jak i fizyczne. Dotychczas tego typu skutki czyniły życie osoby poszkodowanej znacznie trudniejszym i żmudnym doświadczeniem. Obecnie jednak tego typu strata nie musi odbijać się na jakości życia. Wiele postępów technologicznych może posłużyć teraz wsparciem w odzyskiwaniu pewności siebie i niezależności. Robotyka pomaga ludziom odzyskać życie.

    Roboty mają ułatwiać naszą codzienność, pomagać nam w gotowaniu obiadu, opiekować się naszymi dziećmi czy witać gości. Jednak by podać nam pomocną dłoń, roboty same potrzebować będą całkiem imponujących rąk, które będą w stanie podnieść jajko, grać w piłkę czy nalać kawę. Inżynierowie podjęli to wyzwanie i na przestrzeni ostatnich kilku lat opracowali robotyczne ręce o bezprecedensowej zręczności, sile i czułości.

    Pośród tych, który prowadzili intensywne prace w tej dziedzinie znaleźli się europejscy naukowcy z Centrum Badawczego "E. Piaggio" Uniwersytetu w Pizie i Istituto Italiano di Tecnologia w Genui we Włoszech. Stworzyli robotyczną rękę, która ma zrewolucjonizować świat inteligentnej protetyki.

    Nowa ręka - o prostej i solidnej budowie, która kosztuje zaledwie ułamek tego co typowa ręka robotyczna - jest w stanie odtworzyć niemal wszystkie naturalne ruchy. Większość robotycznych czynności chwytania opiera się na łapaniu nieruchomego lub przymocowanego przedmiotu. Nowa ręka ma dużo większe możliwości.

    Opracowana w toku projektu ręka jest stabilna i posłuszna, potrafi chwytać niemal wszystkie rodzaje przedmiotów i jest napędzana tylko jednym silniczkiem, który kosztuje kilkaset dolarów. Dzięki jej prostocie i wyjątkowej wielofunkcyjności może z łatwością być wykorzystywana jako ręka robotyczna lub proteza. Jej palce są w stanie wytrzymać fizyczne "nadużycia", takie jak mocne uderzenia czy dezartykulacja.

    Ta niewiarygodna zbieżność sprawności, trwałości i dostępności - jak wyjaśnia Antonio Bicchi, koordynator Robotycznej Grupy Badawczej przy Centrum Badawczym "E. Piaggio" i starszy naukowiec w Istituto Italiano di Tecnologia - jest możliwa dzięki rewolucyjnemu projektowi ręki.

    "Paliczki składają się z dwóch par cylindrów pozostających ze sobą w styku tocznym i naśladujących stawy w ciele człowieka" - zauważa. "Palce są połączone elastycznymi złączami, bez mechanicznych elementów łączących, takich jak śruby czy sworznie, przez co ręka ma bardziej elastyczną i prostszą budowę".

    "Niemniej sprawa nie polega jedynie na kopiowaniu budowy ludzkiej ręki" - dodaje. "Musimy raczej zrozumieć mechanizmy ruchu i percepcji leżące u podstaw sprawności ręki, a następnie opracować sztuczną strukturę zdolną do funkcjonowania w ten sam sposób".

    W ramach projektu uznano, że pełne poznanie zasad funkcjonowania wymaga najpierw analizy i poznania szczegółów sensomotorycznego układu ludzkiej ręki. Zespół oparł projekt Pisa-IIT Softhand na teorii, wedle której synergie sensomotoryczne mają swoje korzenie w neuronauce.

    Teoria synergii poświęcona jest analizie wszystkich złożonych ruchów, jakie jesteśmy w stanie wykonać, będących wynikiem połączenia kilku konfiguracji podstawowych ruchów, takich jak zginanie palców w celu uchwycenia przedmiotu. Take jednostki ruchowe, czy też synergie, powstające dzięki precyzyjnej konfiguracji mięśni, są determinowane naszymi cechami anatomicznymi. Obejmują ruchy wrodzone i ruchy wyuczone we wczesnym dzieciństwie. Tak więc, aby odtworzyć ruch chwytania obiektu przez mechaniczną rękę, niekoniecznie trzeba wyposażać każdy palec w silniczek, jak to ma miejsce w tradycyjnych rękach robotycznych. Należy raczej ustalić konfigurację synergii odpowiedzialnej za ruch, dlatego też należy odtworzyć jej schemat w taki sposób, aby pojedynczy silniczek był w stanie sterować całym ruchem.

    Tak powstała pierwsza sztuczna ręka z jednym silniczkiem zdolna do wykonywania niemal wszystkich zróżnicowanych sposobów trzymania codziennych przedmiotów, a dzięki prostocie swojej budowy, solidności i niskim kosztom, niezawodnie zrewolucjonizuje nie tylko świat rąk protetycznych i robotycznych, ale także inne technologie.

    Poznanie sensorycznych i motorycznych synergii ludzkiego ciała, między innymi zasad czucia i kontroli niskiego poziomu, na potrzeby projektowania mechanicznych rąk ma odegrać ogromną rolę w rozwijaniu sztucznej inteligencji w ogóle.

    Inicjatywa badawcza, która została dofinansowana ze środków unijnych na kwotę 2,5 mln EUR za pośrednictwem "grantu ERBN dla zaawansowanych naukowców", przyznanego profesorowi Bicchi, opiera się na współpracy grup neuronaukowców, matematyków i inżynierów. Ręka będzie wykorzystywana jako platforma badawcza do mapowania synergii i badania aspektów robotycznego chwytu w przyszłych projektach.

    Ręka już zyskała uznanie i została okrzyknięta najbardziej innowacyjnym projektem, jaki został zaprezentowany na początku grudnia 2012 r. na Międzynarodowej Konferencji nt. Humanoidów w Osace, Japonia. To pokłosie nagród przyznanych na Międzynarodowej Konferencji nt. Inteligentnych Robotów i Systemów (IROS2012) w Portugalii

    Projekt jest kolejnym przykładem sposobu, w jaki UE umacnia podwaliny robotyki przemysłowej, ale co ważniejsze, umożliwia ludziom z upośledzoną funkcją ręki - bez względu czy powodem jest wiek, uraz czy choroba - pokonanie kolejnego stopnia w kierunku niezależnego życia, wykraczającego poza niepełnosprawność.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Automatyzm - czynności wykonywane automatycznie, bez udziału świadomego myślenia lub refleksji. Określenie to jest używane przede wszystkim w odniesieniu do takiego niekontrolowanego zachowania, jakie występuje w padaczce psychomotorycznej. Choć nie jest to zalecane, czasami określa się tym terminem odruchy i czynności dobrze wyuczone lub nawykowe, czyli zautomatyzowane, np. prowadzenie samochodu przez wprawnego kierowcę, który nie musi zwracać specjalnej uwagi na to, w jaki sposób koordynuje ruchy ręki na kierownicy, drążku zmiany biegów oraz ruchy nóg wciskających pedały. Niepełnosprawność ruchowa – stan człowieka znajdującego się w sytuacji obniżonych możliwości motorycznych ciała. Zazwyczaj jest to związane z różnorakimi uszkodzeniami kończyn. Upośledzenie może wynikać ze zmian rozwojowych w okresie płodowym, chorób, wypadków oraz innych czynników mogących mieć wpływ na budowę ciała i działanie jego poszczególnych części. Zadanie – określenie celu, który należy osiągnąć lub wskazanie czynności, które należy wykonać. W pierwszym przypadku określeniu celu nie musi towarzyszyć podanie sposobu jego realizacji. Co więcej taki sposób może w ogóle nie istnieć, jeżeli zadanie jest niewykonalne. W drugim przypadku celem jest samo działanie sformułowane w zadaniu.

    Paradoks wszechmogących - paradoks, który powstaje przy próbie odpowiedzi na pytanie: "Czy może istnieć więcej niż jedna istota wszechmogąca?". Jeśli tak jest, to każda z nich miałaby możliwość ograniczenia woli innej, w wyniku czego ta nie byłaby już wszechmogącą. Wszechmogący nie mogliby ograniczyć woli wszystkich pozostałych, gdyż ten, który by to zrobił, zostałby jedynym wszechmogącym. Z drugiej strony jeśli którakolwiek z istot wszechmogących chciałaby się ustrzec przed takim działaniem ze strony pozostałych, to sprawiłaby, że wszystkie z nich nie byłyby już wszechmogące, gdyż nie mogłyby wpływać na nią. Pierwsza istota wszechmogąca, która uniemożliwi innym wpływanie na nią samą, stanie się jednocześnie jedyną wszechmogącą. Jeśli wszystkie istoty uzgodniły między sobą, że nie będą na siebie wpływać, to żadna z nich nie byłaby wszechmogąca, gdyż nie mogłaby naruszyć warunków uzgodnienia. Z tego wynika, że nie może istnieć więcej niż jedna istota wszechmogąca. Niepełnosprawność intelektualna w stopniu głębokim (upośledzenie umysłowe głębokie) – najcięższy klasyfikacyjnie typ niepełnosprawności umysłowej, odpowiadający rozwojowi dorosłego człowieka na poziomie 3. roku życia lub niższym. Na poziomie tym występuje całkowita degradacja życia psychicznego. W skrajnych przypadkach osoby głęboko upośledzone nie wykraczają poza poziom życia wegetatywnego. Daje się zauważyć brak jakichkolwiek reakcji korowych, a funkcjonowanie jest zgodne z reakcjami bezwarunkowymi, przy czym nawet na poziomie tych reakcji występują zaburzenia, objawiające się np. zniesieniem lub istotnym ograniczeniem czucia bólu.

    Perspektywizm – teoria filozoficzna, w myśl której nie jest możliwe poznanie obiektywne – wszystko jest subiektywną interpretacją podmiotu, który doświadcza i poznaje ze swojej konkretnej perspektywy. Prawda jest więc zrelatywizowana do jednostkowego punktu widzenia, który jest zależne od wielu czynników, takich jak kontekst historyczny, doświadczenia podmiotu czy w końcu poznanie zmysłowe. Perspektywizm znalazł też zastosowanie na gruncie antropologii gdzie odnosi się do wizji świata amazońskich Indian, zgodnie z którą sposób w jaki człowiek widzi zwierzęta, rośliny, duchy, zjawiska meteorologiczne oraz wszystkie inne fenomeny oraz byty występujące w kosmosie, różni się diametralnie od sposobu w jaki one same postrzegają i siebie i człowieka. W ten sposób zwierzęta mogą postrzegać siebie nawzajem jako ludzi, natomiast ludzi widzą pod postacią zwierząt. Popęd śmierci, Tanatos, destrudo – według psychoanalizy Freuda są dwa główne popędy sterujące motywacjami człowieka: popęd życia i popęd śmierci, destrukcji. Obydwie motywacje bardzo silnie wpływają na osobowość człowieka. Popęd życia charakteryzuje się głęboką chęcią do życia, pozytywną motywacją, optymistycznym spojrzeniem na otaczającą rzeczywistość; pragnieniem egzystencji i działania. Popęd śmierci zaś charakteryzuje się chęcią śmierci, chociaż niekoniecznie negatywnym nastawieniem do otoczenia. Wyczekiwanie na dzień, w którym może nadejść długo oczekiwana śmierć jest jak uwieńczenie drogi niosącej wiele wyzwań i działań. Ludzie przejawiający popęd śmierci potrafią osiągnąć bardzo imponujące wyniki swojego działania, sukcesy, nagrody i niekiedy uznanie otoczenia. Popęd śmierci jest bowiem niezwykle silną motywacja do działania, do podejmowania wyzwań i osiągania swoich celów. Bardzo często osoby takie mają wiele zdolności, które cechują się między innymi: trzeźwym spojrzeniem na świat, wyczuleniem na krzywdy ludzkie, niesprawiedliwość i oszustwa, analitycznym myśleniem i umiejętnością zarządzania większymi grupami ludzi. Nie posiadając pragnień takich jak ludzie z popędem życia, ludzie z popędem śmierci są w stanie długo i rzetelnie pracować, bez względu na niewygody fizyczne czy psychiczne, jak np. modelki, które potrafią się głodzić by osiągnąć swój sukces, szefowie firm, którzy spędzają większość życia na budowaniu swojego interesu nie bacząc na swoje wygody, ludzie dochodzący do ogromnych sukcesów za którymi stoi wiele wyrzeczeń, bólu i ciężkiej pracy. Tego typu odporność i przystosowanie do wydarzeń niewygodnych może być wynikiem naturalnych skłonności ludzi z popędem śmierci do samookaleczania się, autodestrukcji, na której bazują budowanie swojego sukcesu i znaczne wyprzedzenie innych ludzi w osiągnięciach. Obydwie motywacje, życia jak i śmierci, niosą ze sobą potężną siłę do osiągania swoich celów. Cele te jednak zasadniczo mogą się różnić.

    Muzeum wirtualne, muzeum, w którym wykorzystuje się najnowsze technologie informacyjne w celu prezentacji zbiorów. Wirtualne muzeum może być częścią muzeum tradycyjnego (np. w postaci witryny internetowej) lub jednostką niezależną, istniejącą tylko w cyberprzestrzeni. W przypadku muzeów tradycyjnych, wirtualne muzeum jest metodą na dotarcie do szerszej liczby zwiedzających. Osoby zainteresowane określoną dziedziną mogą zapoznać się ze zbiorami i w ten sposób zostać zachęcone do odwiedzenia muzeum tradycyjnego. Z kolei osoby, które już odwiedziły dane muzeum tradycyjne, mogą wykorzystać muzeum wirtualne jako źródło wiedzy poszerzając informacje uzyskane podczas wizyty. Również dzięki wirtualnym wystawom, muzeum może zaprezentować swoje zbiory osobom, które nie są w stanie zwiedzić muzeum tradycyjnego: niepełnosprawnym lub osobom mieszkającym daleko do siedziby muzeum. Izba Przyjęć jest jednostką organizacyjną Szpitala. Pracuje w trybie ciągłym. Składa się z rejestracji, gabinetu lekarskiego (jednego lub kilku w zależności od potrzeb) i pokoju wywiadów. W Izbie Przyjęć wymagane jest wyposażenie pozwalające na podejmowanie czynności ratujących życie. Wyposażenie pomieszczeń Izby Przyjęć jest dostosowane do potrzeb związanych z rodzajem udzielanych świadczeń. Dojazd i dojście musi być dogodne i dobrze oznakowane, z możliwością podjazdu ambulansów i dostępem dla osób niepełnosprawnych. Chorzy w stanie zagrożenia życia przyjmowani są poza kolejnością.

    Robot – mechaniczne urządzenie wykonujące automatycznie pewne zadania. Działanie robota może być sterowane przez człowieka, przez wprowadzony wcześniej program, bądź przez zbiór ogólnych reguł, które zostają przełożone na działanie robota przy pomocy technik sztucznej inteligencji. Roboty często zastępują człowieka przy monotonnych, złożonych z powtarzających się kroków czynnościach, które mogą wykonywać znacznie szybciej od ludzi. Domeną ich zastosowań są też te zadania, które są niebezpieczne dla człowieka, na przykład związane z manipulacją szkodliwymi dla zdrowia substancjami lub przebywaniem w nieprzyjaznym środowisku.

    Teoria wytrzymałości ma za zadanie odpowiedzieć na pytanie, jakie odkształcenia i jakie sił wewnętrzne są przyczyną powstawania w ciele bądź odkształceń trwałych, bądź też utraty spójności. Teoria ta rozwijała się przez cały wiek XIX i czyni postępy po dzień dzisiejszy. W toku jej rozwoju sformułowano wiele różnych hipotez, starających się objaśnić opisane zjawiska, lecz hipotezy te poza tym, że są często między sobą sprzeczne, również nie zawsze pozostają w zgodzie z doświadczeniem, które jest kryterium rozstrzygającym. Na tle tych poszukiwań korzystnie odbijają się prace polskiego uczonego, Maksymiliana Tytusa Hubera, którego hipoteza wypowiedziana jeszcze w 1904 roku, została potwierdzona przez doświadczenia i przyjęta przez cały świat naukowy. Teoria wytrzymałości jest wykładana w dość obszernym zarysie na uczelniach technicznych.

    Niepełnosprawność intelektualna w stopniu znacznym (upośledzenie umysłowe znaczne, dawniej idiotyzm – niestosowana z uwagi na negatywne znaczenie w języku potocznym) – rozwój psychiczny osoby dorosłej na poziomie 6. roku życia. Około 4-5 roku życia zauważalne spóźnienie rozwoju psychofizycznego. Osoby te mogą opanować samoobsługę, przy stałej opiece mogą wyuczyć się czynności domowych, ale nie są zdolne do wyuczenia zawodu. Mogą podejmować prace niewymagające kwalifikacji. Złudzenie (iluzja) – zniekształcona interpretacja istniejących bodźców zewnętrznych; występują one również u ludzi zdrowych i nie jest objawem psychopatologicznym. W przypadku ludzi zdrowych, osoba doświadczająca złudzenia jest w stanie skorygować je z rzeczywistością (np. widząc z daleka jakiegoś człowieka, który wydaje jej się być osobą, która wyjechała z miasta rozumie, że nie może to być ta osoba - w przypadku psychopatologii wiedza o tym, że dana osoba nie może znajdować się w tym miejscu nie wystarcza).

    Obiekt budowlany – stała lub tymczasowa konstrukcja. Obiekty budowlane stanowią całość pod względem techniczno-użytkowym. Wysposażone są w instalacje i inne urządzenia niezbędne do spełniania funkcji, dla której zostały zbudowane oraz charakteryzuje je ściśle określony cykl życia obiektu budowlanego. Cykl życia obiektu budowlanego (ang. Infrastructure Lifecycle Management lub ILM) składa się z następujących faz: faza planowania, faza budowy obiektu, faza eksploatacji oraz prowadzenia i nadzorowania bieżącej obsługi budynku, faza przebudowy, wyburzenia bądź zmiany sposobu zagospodarowania. Na każdym z tych etapów może nastąpić też zmiana właściciela (transakcja kupna i sprzedaży nieruchomości). Integracja w edukacji: W pedagogice specjalnej integracja rozumiana jest jako wielokierunkowe, zespolone działanie, mające na celu rewalidację jednostek odbiegających od normy lub też proces integrowania (włączania) osób niepełnosprawnych (w miarę możliwości i w odpowiednich warunkach) w zwykłe formy życia osobistego i społecznego, a także jako cel kształcenia ogólnego oraz specjalnego bądź wynik procesu rehabilitacji niepełnosprawnych. Integracja jako włączenie osób niepełnosprawnych w zwykłe formy życia społecznego odbywa się na różnych poziomach i w różnorodnym zakresie ludzkiej działalności, dając szansę pełnej samorealizacji dzięki umożliwieniu realizacji różnych funkcji.

    Dodano: 20.03.2013. 19:26  


    Najnowsze