Avatar berechnet am Gang den Kalorienverbrauch
Intelligente Software der EPFL auch für medizinischen Bereich nutzbar
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Salman Faraji und Amy Wu erforschen den Gang (Foto: Alain Herzog, epfl.ch) |
Lausanne (pte016/24.08.2018/10:30) Forscher des Biorobotics Laboratory der EPFL http://epfl.ch messen die Parameter des menschlichen Gangs mit einem intelligenten Software-Avatar. Ihr Ziel ist es, herauszufinden, ob sich der Gang bewusst beeinflussen lässt, um den Energieverbrauch zu verändern. Denn: Menschen wählen instinktiv jene Gangart, die die wenigsten Energie erfordert. Ohne es zu bemerken, passt der Mensch permanent sein Tempo, die Schrittlänge und das Heben des Fußes an.
Ausgefeilte Software im Einsatz
Die Wissenschaftler untersuchten acht Parameter zur Gangart, um ein sehr ausgefeiltes Softwareprogramm zu entwickeln. Mithilfe eines Avatars lässt sich vorhersagen, wie viel Energie Menschen je nach Gangart verbrauchen http://bit.ly/2BHGncf . Der Avatar, ein Körper, ausgestattet mit zwei Beinen und Füßen, kann frei konfiguriert werden. Der Nutzer gibt zu Beginn seine Größe, das Gewicht, die Gehgeschwindigkeit, den Abstand zwischen den Füßen und die Hebung des Fußes sowie die Neigung des Körpers und des Untergrunds ein.
Laut den Wissenschaftlern kann zusätzlich auch simuliert werden, was geschieht, wenn verschiedene Bereiche des Körpers gestoßen oder gezogen werden. Die Anzahl der verbrauchten Kalorien und der Energiekonsum werden in Echtzeit angezeigt, wann immer sich die Parameter verändern. Die intelligente Software basiert auf einer Reihe von neuen Experimenten. Laut dem Team um Salman Faraji gibt es eine ganze Reihe von möglichen Anwendungen. Das gelte vor allem für den medizinischen Bereich.
Vielfältige Einsatzoptionen denkbar
"Die Software könnte dafür eingesetzt werden, das beste Design für ein Exoskelett oder eine maßgeschneiderte Prothese zu finden", so Faraji. Mit einem tragbaren Exoskelett könnten die Position der Batterie und des Antriebs optimiert oder das ideale Gangverhalten für die vom Benutzer bevorzugte Gehgeschwindigkeit festgestellt werden. Laut Mitautorin Amy Wu ließe sich die Software sogar dort einsetzten, wo ein Rucksack getragen werden sollte, um den Energieverbrauch zu minimieren. Sollen dagegen Kalorien verbrannt werden, so könnte die Software eine Reihe von Bewegungen ermitteln, die am meisten Energie verbrauchen.
Ursprünglich wurde die Software in einem Robotiklabor entwickelt, um die Mechanik des menschlichen Gangs für den Einsatz bei humanoiden Robotern zu erforschen. Laut Faraji ist die Art und Weise, wie Menschen gehen, extrem komplex. "Die dafür erforderliche Kontrolle ist für diese Roboter eine große Herausforderung, der sie häufig nicht gewachsen sind." Laut dem Experten wird es noch dauern, bis alle Parameter der Fortbewegung bei Menschen, Tieren und Robotern verstanden werden. Das Paper wurde in "Scientific Reports" publiziert.
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