近几十年来,机器人外骨骼一直是科幻小说和电影的主题。但是在最近今年,外骨骼技术已经在现实生活中取得了很大的进步,出现了一大批令人振奋的研究项目和新公司。

目前,外骨骼的最典型应用是治疗中风或者给脊椎损伤患者使用,以及工业应用,例如支持重物提升或电动工具操作。该领域虽然发展非常迅速,但门槛比较高,并不容易涉足。学习资料及外骨骼课程尚未普及。这让它变得很困难,仅通过理论来了解外骨骼是不可能的,在理想情况下,还要有实践经验(可以更好地理解它)。不幸的是,必要的外骨骼硬件非常昂贵,学生和普通爱好者通常难以负担。

这就是研发EduExo套件的动机,这是一款3D打印Arduino动力机器人外骨骼,目前正在Kickstarter上众筹。它的目的是让所有对外骨骼技术感兴趣的人都能负担得起。

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EduExo是一款可以自己组装和变成的机器人外骨骼套件。该套件包含了构建肘部外骨骼所需要的所有硬件。随附的手册包含一个教程,将指导您完成不同的装配步骤。此外,该手册还提供了关于外骨骼历史,功能和技术的背景信息,以便为发烧友提供该领域更全面的介绍。

该套件是为下列用户开发的:

• 想要了解机器人外骨骼技术并准备从事外骨骼及可穿戴机器人领域工作的高中生和大学生。

• 希望在这个令人着迷的领域寻找有趣项目的创客和发烧友。

• 想要开设外骨骼课程或实验室的教师和教授。EduExo教室提供了额外的教材,方便课程的准备。

该项目最大的挑战是,设计的外骨骼硬件既要足够便宜,让高中生都能负担得起,还要足够复杂,能成为一个适当的学习平台,教授最先进的外骨骼技术。

为了降低成本,大多数组建都采用现成的。硬件是一个简单的一自由度肘关节外骨骼。EduExo套件装备齐全,包含手册、外骨骼架构、袖带接口、Arduino微控制器控制装置、测量人机交互的力传感器(和放大器)、伺服电机以及外骨骼装配所需要的所有小零件和线。

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外骨骼的结构是3D打印的,有3D打印机的用户可以自己生产零件。因此,创客版本是给那些喜欢所有事情都自己做的人。

可以免费下载对外骨骼进行编程和创建电脑游戏所需的软件(Arduino IDE编程微控制器和Unity 3D游戏引擎)。

尽管设计相对简单,EduExo将会向用户讲授外骨骼技术的许多有趣的方面,其中包括机械设计如何更类似于人体解剖,如何连接传感器和电子电路板,外骨骼控制系统如何设计和编程。此外,它还说明了如何将外骨骼连接到电脑,学习如何使用它作为一个触觉装置与虚拟现实结合或玩计算机游戏。

值得注意的是,此外骨骼机器人并不是医疗设备,它实际上可以提供物理治疗,或达到增加力量的效果。Kickstarter上也同时说明,“它的驱动力还比较弱。它只是为了说明基本的外骨骼原理,同时比较便宜,也很安全。想通过它多做几十个引体向上不太现实,但是它的确能给你的运动提供指导。”

该套件的开发目前处于最后阶段,可以通过正在进行的Kickstarter活动进行订购。EduExo套件有很多品种。如果你有3D打印机,并有能力DIY一些基础的东西,那你只要花30美元就可以获得手册的PDF、外骨骼的STL文件,以及所需组件的列表清单。对于菜鸟,EduExo提供构建外骨骼所需的一切,总价格为165美元。EduExo套件的常规费用将为180美元。EduExo套装配有五套完整套装,价格为800美元。现在预定,将于2017年8月发货。

(编译:张有凤)