这些研究人员获得了150万美元的赠款2020年从美国国家科学基金会(NSF)。与这些基金,他们旨在开发新颖的轮椅。两年的今天,项目产生一个工作原型和未决专利。
他们的目标:渗透轮椅市场并没有改变自1800年代第一个专利,根据大学的网站。
“手动轮椅使用者,由于这种传统设计,有很多问题,“说伊丽莎白·t·Hsiao-Wecksler机械科学与工程系教授。“很难适合在狭小空间,(椅子)需要双手来推动,和70%的手动轮椅使用者经验上肢过度伤害,这可能会导致无法使用手动轮椅。电动轮椅解决其中一些问题,但是他们一般很重,很大,价格昂贵,很难操作;大多数人都能够使用手动轮椅。”
关于纯轮椅
团队在伊利诺斯州开发纯——“个性化的独特经验。”
这个免提轮椅操作类似于赛格威,根据团队,作为骑士的方向倾斜。独特,纯滚球或球轮,基于机器人动态稳定的球状的概念(圆球机器人)。它使用一个omniwheel系统来驱动和控制球形轮。
纯之间自动转换三个驾驶行为:引导、旋转和滑动。引导和旋转提供相似之处一个典型的轮椅,幻灯片允许用户横向移动时,就像在一个滚动的办公椅。适应范围有限的躯干的运动对于一些用户来说,单纯使用传感器来估计倾斜和扭曲运动。它放大这些信号来控制圆球机器人的方向和速度。
“纯粹的发展一直遵循我们的不变的——它是轻量级的,维持一个小的足迹,”亚当Bleakney说,主教练伊利诺斯州的男子和女子轮椅田径残疾分部的研究和教育服务。“我们想要确保目前独立手动轮椅使用者将不以任何方式限制纯。如果我们要开发一个免提设备,太重了,它阻止用户容易转移到他们的车辆,或如果它是如此巨大,以至于不会操纵在典型的生活空间,我们就会错过了马克。任何妥协的设备目前水平的独立就不会在日常生活中使用。”
关于发展
团队在2018年开始它的项目和一个第一代原型在丰田流动无限的挑战。他们没有赢得比赛,但继续工作在这个项目上赢得他们的NSF资助的方式。
第二代纯原型可以支持大约60公斤(130磅),以2.3 m / s,刹车在2秒内从1.4 m / s。它只测量用户的臀部一样宽,站在一个标准的桌子椅子的高度。研究人员说,这提供了一个“碳足迹明显小于驱动或手动轮椅。
研究人员称,该团队设计了一个虚拟现实仿真测试控制和培训用户。他们还创建了一个虚拟障碍物来帮助用户练习。用户还可以修改灵敏度圆球机器人的控制调节系统。
去年夏天,10个正常人和10手动轮椅使用者第二代样机进行了测试,研究人员说。Hsiao-Wecksler称为测试成功。团队最近把原型(dis)的开放能力设计工作室在贝克曼研究所的先进的科学和技术。
“(晋升副院长在应用健康科学学院)吉恩·德里斯科尔跳上原型开始驾驶它。我们甚至没有完全校准她还是校准少人的活动范围,“Hsiao-Wecksler说,“但是,它表现得就像我们所希望的,你可以坐在里面,感觉有机运动,驱动它与你的身体。”
现在团队旨在改善他们的设备。他们计划使用机器学习视野的高级驾驶员辅助系统。这可以帮助path-keeping、避碰和自主控制停止。他们的目标是为未来的原型解释用户输入和障碍检测指导用户安全。
这个团队
项目的多学科小组包括众多的教职员工从固安捷工程学院学院,应用艺术,卡尔伊利诺斯州医学院和应用健康科学学院:Hsiao-Wecksler,也是临时医疗工程系统中心主任;工业设计学院教授和co-PI Deana麦多纳卡尔艺术+设计和伊利诺斯州大学医学院;临床副教授和co-PI鲍勃·诺里斯的工业和企业系统工程;助理教授若昂MechSE拉莫斯;亚当•Bleakney主教练的男子和女子轮椅田径残疾分部的研究和教育服务(dre);物理治疗师主管珍妮特博士艾略特服饰业;退休的主任帕特博士Malik服饰业;和许多各地的研究生和本科生校区。
“把这支球队在一起的动力是利用校园里的专业知识来增加获得空间和体验日常轮椅用户像我一样常常被边缘化,“Bleakney说。“标准超轻、手动轮椅无疑是杰出的在很多方面和在日常生活提供独立的水平增加。同时,将手动轮椅的行为阻止手从事其他更有意义的活动在移动——比如与爱人牵手散步,拿着一杯咖啡,拿着蹒跚学步的同时绕着房子。这些与纯粹是可能的。”
威廉说
“椅子”由倾斜甚至一点不为大多数受损的朋友我有工作,因为他们无法控制倾斜。的可用性。
描述的设备,以“活跃的稳定”,意味着不断主动稳定系统,导致电池充电会话之间的时间要短得多。