设计外骨骼以与人类互动

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在这个技术时代,现代外骨骼正在以多种方式帮助人类。例如,它们可能有助于截瘫站起来,走路甚至爬楼梯。或外部服装可以赋予士兵和工人超人的力量。

但是,现代的外骨骼虽然在机械上和电子上先进,但对于人类用户来说通常很难在身体和认知上使用。背后的原因可能是,当今的大多数外骨骼都是设计的,而没有牢记人类与他们互动的方式。

非营利性研发组织Draper的研究人员进行了一项研究,以测试不同因素如何影响外骨骼的可用性。凯文·杜达(Kevin Duda)是德雷珀(Draper)人类系统集成的工程师。

杜达(Duda)相信外部系统通常是旨在改善生物力学诸如导航不平坦的地形,避免障碍和谈判楼梯之类的能力,随着机器控制为用户创造新的认知工作,例如工作量,注意力和情境意识,就会出现实际的复杂性。

杜达说,他的公司旨在识别和消除可行的外骨骼系统的障碍,并在系统的控制,感应和驱动之间达到平衡。

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“外部系统能够为人类提供反馈或根据推断人类意图而适应其反应的能力对于为各种环境开发系统很重要。我们所有人开发可穿戴援助技术的目标是提供高水平的人类系统流利性。” Duda说。

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在进行了一项研究之后,DUDA及其同事发现这对于改善外骨骨骼的认知和身体人体工程学至关重要。该研究还发现,如果没有人类系统的整合,外部系统就会超越佩戴者的资源。

研究团队确定了7个认知因素,这些因素表明需要在系统提供帮助的能力和对用户提供指导的需求之间取得微妙的平衡。

杜达(Duda)和他的同事们将这些因素构成了7个因素,因为开发人员在设计外骨骼时应提出问题。例如,佩戴者在使用外部系统执行功能任务时会经历什么工作负载?系统是否需要大量的注意力资源来与或命令?

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在最吸引人的因素中,用户对外部系统的信任越多,系统对用户的假设的适应越多。因此,用户认为有必要提供较少的输入。

该文章的标题为“在操作环境中实现外部系统功能使用的人为因素注意事项”计划于今年晚些时候发布IEEE系统杂志

该项目参与的其他人是Draper的人类系统建筑师Eric Jones。MIT MAN MAN LAB和HO CHIT SIU的助理教授兼联合主任Leia Stirling是MIT MAN车辆实验室的研究助理。

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