Viện Máy móc và Vật liệu Hàn Quốc (Chủ tịch Sang-jin Park, sau đây gọi tắt là KIMM), viện trực thuộc Bộ Khoa học và CNTT Hàn Quốc, đã triển khai “mô-đun leo cầu thang” để giúp đỡ những người khuyết tật chi dưới leo và xuống cầu thang trong cuộc sống hàng ngày cũng như “mô-đun đứng” để họ thực hiện các tư thế khác nhau như nằm ngửa hoặc nghiêng về phía trước khi ngồi trên xe lăn và đã thành công trong việc phát triển xe lăn robot kết hợp hai mô-đun này .
Nhóm nghiên cứu do Chan-hoon Park, Giám đốc Bộ phận Nghiên cứu Robot AI của KIMM dẫn đầu, đã thiết kế bánh xích hình “ㄹ”* và gắn nó vào phần dưới của xe lăn để phát triển “mô-đun leo cầu thang”, một thiết bị dành cho lên và xuống cầu thang. Bánh xích này được giấu bên trong xe lăn trong thời gian bình thường và hạ xuống bất cứ khi nào cần thiết.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn áp dụng cấu trúc hình bình hành độc đáo và công nghệ bù trọng lượng bản thân* để phát triển “mô-đun đứng”, một thiết bị cho phép người dùng thực hiện 5 loại tư thế khác nhau, bao gồm cả tư thế đứng khi đang đứng. xe lăn, nằm ngửa, ngả người về phía sau và phía trước khi ngồi và điều chỉnh độ cao của ghế. Bằng cách đó, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một mô-đun có kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ có thể vận hành với công suất động cơ thấp hơn tới 80%.
Với công nghệ 2D nhanh chóng thông thường, rất khó để kiểm soát chính xác hình dạng của vật liệu do sự thay đổi tốc độ do tăng tốc hoặc giảm tốc tại thời điểm quay vòng (góc) trong khi vật liệu đang được xử lý. Ngoài ra, do việc điều chỉnh quá trình gia công cũng gặp khó khăn nên cần phải cải thiện chất lượng của quá trình đó. Trong khi đó, do việc gắn vòi khí cắt vào máy quét tốc độ cao thông thường không dễ dàng nên cần sử dụng thiết bị hàn và cắt riêng, dẫn đến tăng thời gian và chi phí xử lý.
Mặc dù mô-đun leo cầu thang và mô-đun đứng có thể được sử dụng độc lập nhưng chúng có thể được gắn vào phần trên và phần dưới của xe lăn và được tích hợp vào một chiếc xe lăn robot duy nhất. Chiếc xe lăn robot đơn này có khả năng thực hiện các chức năng leo cầu thang, di chuyển khi đứng và thay đổi nhiều tư thế khác nhau. Do đó, nó được kỳ vọng sẽ hữu ích đáng kể trong việc giải phóng những người khuyết tật chi dưới khỏi những hạn chế về không gian trong cuộc sống hàng ngày của họ.
Trong trường hợp xe lăn dựa trên bánh xích thông thường, rất khó khắc phục vấn đề liên quan đến việc xe lăn trượt trên cầu thang. Hơn nữa, do có những hạn chế trong việc thay đổi tư thế khi ngồi trên xe lăn nên áp lực từ trọng lượng của người sử dụng tập trung và cũng có nguy cơ gây lở loét khi nằm liệt giường.
Với xe lăn robot mới được phát triển, bánh xích hỗ trợ mép cầu thang và ván lót đồng thời khi lên và xuống cầu thang, từ đó giải quyết vấn đề liên quan đến trượt, từ đó cũng cải thiện đáng kể sự an toàn khi leo cầu thang. Ngoài ra, do hình dáng được thiết kế đặc biệt nên xe lăn robot có khả năng đi lên cầu thang chỉ với chuyển động đơn giản của bánh xích mà không cần phải trải qua quá trình điều khiển xe lăn phức tạp bằng cách tính toán thời điểm ban đầu xe lăn đi lên. cầu thang và thời điểm nó đi qua cầu thang.
Hơn nữa, người dùng có thể thay đổi các tư thế khác nhau khi ngồi trên xe lăn robot, điều này có thể giúp giải quyết sự tập trung áp lực, ngăn ngừa lở loét khi nằm liệt giường và cải thiện lưu thông máu của người dùng. Một ưu điểm khác của xe lăn robot là do mô-đun đứng để thay đổi tư thế độc lập với xe lăn nên nó có thể được gắn dễ dàng mà không cần thực hiện những thay đổi lớn về thiết kế.
Trong khi đó, nhóm nghiên cứu đã vượt xa công nghệ leo cầu thang bằng bánh xích và đã phát triển công nghệ nguồn cho “bánh xe biến hình” được thiết kế đặc biệt có khả năng leo cầu thang chỉ bằng cách sử dụng bánh xe tròn. Một khối xích đặc biệt được hình thành trên bề mặt của bánh xe và khoảng cách của khối thay đổi tùy theo hướng chuyển đổi. Để thực hiện được điều này, lần đầu tiên trên thế giới, nhóm nghiên cứu đã phát triển và áp dụng một cơ chế kiểm soát độ cứng mới mô phỏng sức căng bề mặt của giọt nước.
Trên bề mặt phẳng, bánh xe biến hình mới được phát triển vẫn giữ nguyên hình dạng như bánh xe thông thường. Tuy nhiên, khi bánh xe gặp chướng ngại vật, độ cứng của bánh xe giảm đi và hình dạng của bánh xe thay đổi phù hợp với hình dạng của chướng ngại vật, giúp xe lăn có thể giẫm lên chướng ngại vật và vượt qua. Công nghệ mới này sẽ được áp dụng để phát triển những chiếc xe lăn robot tiên tiến hơn trong tương lai. Vì những bánh xe này có khả năng di chuyển nhanh chóng trên bề mặt phẳng và vượt qua các chướng ngại vật nên người ta dự đoán rằng công nghệ này sẽ được sử dụng rộng rãi không chỉ cho xe lăn robot mà còn cho nhiều loại robot di chuyển khác nhau.
Chan-hoon Park, Giám đốc Bộ phận Nghiên cứu Robot AI của KIMM, cho biết: “Trong khi công nghệ thông thường dành cho xe lăn chỉ tập trung vào việc cung cấp khả năng di chuyển thì công nghệ mới nhất của chúng tôi dành cho xe lăn robot đã được phát triển nhằm mục đích giúp đỡ những người gặp khó khăn trong việc di chuyển. người khuyết tật chi dưới sử dụng cơ sở vật chất và cơ sở hạ tầng đã được thiết kế và lắp đặt mà không quan tâm đến người khuyết tật.” Park nói thêm: “Chúng tôi sẽ cố gắng phổ biến kịp thời các công nghệ sẽ được phát triển trong tương lai để góp phần cải thiện cuộc sống của người khuyết tật và chúng tôi cũng sẽ nỗ lực hết sức để phát triển các công nghệ robot nhiệt tình phục vụ sức khỏe. của nhân loại.”
Trong khi đó, nghiên cứu này được thực hiện với sự hỗ trợ của dự án liên quan đến “robot hỗ trợ cuộc sống độc lập của người khuyết tật chi dưới”, một trong những dự án cơ bản của KIMM.