Springer Science and Business Media LLC

Một trong những di chứng chính của đột quỵ là khó khăn trong việc đi lại, được đặc trưng bởi sự giảm tốc độ bước và các kiểu đi lại không đối xứng. Mục tiêu ban đầu của nghiên cứu này là phát triển một thiết bị kích thích rung cảm nhận được sự tăng cường tần số nhịp đi lại một cách ngầm định. Sau đó, một nghiên cứu chứng minh khái niệm với các bệnh nhân đã trải qua đột quỵ đã được thực hiện để kiểm tra tính khả thi của hệ thống đã được phát triển. Chúng tôi đã áp dụng luật Weber để cung cấp một phương pháp ngầm định nhằm tăng tần số kích thích. Luật này liên quan đến việc tính toán sự khác biệt vừa đủ để nhận biết (JND) so với trạng thái trước đó. Trong suốt quá trình tập luyện với thiết bị kích thích được đề xuất, bệnh nhân đã tăng cường nhịp đi lại một cách không đáng kể, và tốc độ nhịp đi cũng như tốc độ đi lại của họ đã tăng đáng kể sau khi kiểm tra. Bước đi vòng hông (tức là, các kiểu đi không bình thường) không thay đổi đáng kể trong suốt quá trình tập luyện. Đáng lưu ý, các bệnh nhân báo cáo rằng họ không nhận thức được bất kỳ thay đổi nào liên quan đến kích thích rung. Kết quả của chúng tôi chứng minh những thay đổi ngay lập tức về nhịp đi và tốc độ đi lại đã xảy ra thông qua việc tập luyện với thiết bị kích thích ngầm định được đề xuất. Tuy nhiên, kết quả của nghiên cứu này chỉ giới hạn ở những thay đổi về đi lại ngay sau quá trình tập luyện và đã sử dụng một mẫu bệnh nhân đột quỵ nhỏ. Do đó, khối lượng dữ liệu hạn chế thu được ngăn cản việc phân tích nghiêm ngặt về tính khả thi của phương pháp luyện tập này. Tuy nhiên, những kết quả này là hứa hẹn và cung cấp một điểm khởi đầu để căn cứ vào các nghiên cứu lớn hơn.

Chúng tôi đã đề xuất và phát triển một robot đi bộ bốn chân mới với vỏ cầu, được gọi là "QRoSS". QRoSS là một robot có khả năng biến hình, có thể thu gọn chân vào bên trong vỏ cầu. Vỏ cầu không chỉ hấp thụ lực tác động từ mọi hướng mà còn cải thiện hiệu suất di động nhờ vào hình dạng tròn của nó. Trong các hoạt động cứu hộ tại hiện trường thảm họa, việc vận chuyển robot vào khu vực này là rất nguy hiểm cho người điều khiển vì có thể dẫn đến một vụ tai nạn thứ hai. Nếu sử dụng QRoSS, thay vì được vận chuyển vào, robot sẽ được ném vào, giúp cho việc thực hiện nhiệm vụ trở nên an toàn và dễ dàng hơn. Chúng tôi đã phát triển dòng robot QRoSS và tiến hành các thí nghiệm cơ bản để xác minh hiệu suất, bao gồm việc đáp đất, đứng dậy và đi bộ qua một loạt các chuyển động. Bài báo này báo cáo chi tiết về thiết kế cơ khí nhằm cải thiện hiệu suất đi bộ và phát triển mẫu prototype QRoSS V. Chúng tôi thảo luận về quá trình đứng dậy và khả năng leo lên một bậc thang cao.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất một phương pháp tự động hóa việc thu hoạch trái cây bằng robot thu hoạch trái cây được trang bị các cánh tay robot. Với sự gia tăng dân số thế giới trong tương lai, dự đoán sự thiếu hụt thực phẩm sẽ gia tăng. Vì phần lớn nông nghiệp của Nhật Bản phụ thuộc vào nhập khẩu, nên có khả năng sẽ bị tác động lớn bởi tình huống thiếu thực phẩm sắp tới. Trong những năm gần đây, số lượng công nhân nông nghiệp ở Nhật Bản đã giảm và dân số đang già hóa. Do đó, cần thiết phải tự động hóa và giảm bớt lao động trong công việc nông nghiệp bằng cách sử dụng máy móc nông nghiệp. Đặc biệt, việc trồng cây ăn trái đòi hỏi rất nhiều lao động thủ công do điều kiện vườn cây và hình dáng cây khác nhau, gây ra việc cơ giới hóa và tự động hóa chậm lại. Trong nghiên cứu này, một robot thu hoạch trái cây với hai cánh tay đã được thiết kế và chế tạo để có thể tiếp cận hầu hết các loại trái cây trên giàn chữ V mà đã được trồng và điều chỉnh cho robot. Để thu hoạch trái cây, robot thu hoạch trái cây sử dụng cảm biến và tầm nhìn máy tính để phát hiện và ước lượng vị trí của trái cây và sau đó chèn các bộ phận cuối vào phần dưới của trái cây. Trong quá trình này, có khả năng va chạm xảy ra trong chính robot hoặc với các loại trái khác tùy thuộc vào vị trí của trái cây cần thu hoạch. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng động học ngược và phương pháp lập kế hoạch đường đi nhanh bằng cách sử dụng mẫu ngẫu nhiên để thu hoạch trái cây bằng cánh tay robot. Phương pháp này làm cho việc điều khiển cánh tay robot trở nên khả thi mà không gây trở ngại cho trái cây hoặc cánh tay robot khác bằng cách coi chúng như là những chướng ngại vật. Thông qua các thí nghiệm, nghiên cứu này đã cho thấy các phương pháp này có thể được sử dụng để phát hiện lê và táo ngoài trời và tự động thu hoạch chúng bằng các cánh tay robot.

Trong nghiên cứu này, phương pháp mới của hệ thống ổn định video theo thời gian thực sử dụng thiết bị cảm biến giật với tốc độ khung hình cao (HFR) được trình bày để hiện thực hóa kỹ thuật ổn định video kỹ thuật số hiệu quả tính toán cho các chuỗi hình ảnh độ phân giải cao. Hệ thống này bao gồm một camera tốc độ cao để trích xuất và theo dõi các điểm đặc trưng trong chuỗi hình ảnh mức xám $$512\times 496$$512×496 ở 1000 fps và một camera CMOS độ phân giải cao để ghi lại các chuỗi hình ảnh $$2048\times 2048$$2048×2048 với sự kết hợp của chúng để đạt được sự ổn định theo thời gian thực. Camera tốc độ cao hoạt động như một thiết bị cảm biến giật HFR theo thời gian thực để đo chuyển động giật rõ ràng của hệ thống bằng cách xem xét hai phương thức tăng tốc tính toán; (1) trích xuất điểm đặc trưng với mô-đun mạch xử lý song song phát hiện điểm góc Harris và (2) tương ứng hàng trăm điểm đặc trưng ở khung hiện tại với các điểm trong phạm vi lân cận ở khung trước đó trên giả thuyết về dịch chuyển nhỏ giữa các khung trong tầm nhìn tốc độ cao. Hệ thống camera lai được đề xuất có thể ổn định kỹ thuật số các hình ảnh $$2048\times 2048$$2048×2048 được ghi lại bằng camera CMOS độ phân giải cao bằng cách bù đắp sự dịch chuyển giật đã cảm nhận theo thời gian thực để hiển thị cho mắt người trên màn hình máy tính. Các thí nghiệm đã được thực hiện để chứng minh hiệu quả của ổn định video kỹ thuật số dựa trên camera lai chẳng hạn như (a) xác minh khi hệ thống camera lai di chuyển theo hướng quét trước một mẫu caro, (b) ổn định trong video chụp một mẫu chụp ảnh khi hệ thống di chuyển với chuyển động dịch chuyển hỗn hợp của giật và vận tốc thấp không đổi trong hướng quét, và (c) ổn định trong video chụp một cảnh ngoài trời thực tế khi một người điều khiển cầm camera lai cầm tay trong khi đi trên cầu thang.