Die US Army testet Spezialstiefel, die die Beinmuskulatur bei langen Märschen unterstützen sollen. Hauptsächlich dient das Experiment einem übergeordneten Zweck: Die Army will das Zusammenspiel aus Gehirnsignalen, Muskulatur und autonomer KI-gestützter Technologie verstehen lernen.
Mit dem "Dephy ExoBoot" sollen US-Soldaten eines Tages länger laufen und dabei schwerere Lasten tragen können. Der Stiefel hat Motoren verbaut, die das Fußgelenk bei "herausfordernden körperlichen Aufgaben" gezielt unterstützen, wie beispielsweise bei langen Märschen mit viel Gepäck.
Die Stiefel funktionieren autonom: In der Exo-Apparatur ist ein Computer mit Sensoren integriert, der den Gang des Trägers erkennen und mithilfe Künstlicher Intelligenz eigenständig lernen soll, wie er über die Motoren die Laufbewegung des Trägers optimal unterstützen kann.
Hirn- und Exoforschung gehen Hand in Hand
40 Tracker am Körper erfassen Körperbewegungen direkt per Kamera, eine Kappe mit 128 Elektroden misst parallel dazu Bewegungsimpulse im Gehirn, während die Probanden sich auf einem Laufband bewegen. Die insgesamt 20 Testpersonen liefen jeweils eine Stunde mit und ohne Exo-Stiefel. Unter den Probanden waren eine Handvoll Soldaten.
Die umfangreichen Messungen sollen dafür sorgen, dass der "Adaptive Exoskeleton Boot" und ähnliche autonome Technologie zukünftig synchron mit dem Körper arbeitet.
"Das Ziel der Studie ist es, Gehirnsignale, Muskelsignale, Bewegungsprofile und Laufleistungsmetriken zu ermitteln, die den Zustand des Menschen bei der Interaktion mit dem Exoskelett tracken können", schreibt das Forschungslabor der US Army.
Die aktuelle Version erkennt zum Beispiel das Gehen als solches im Unterschied zum Laufen, Hüpfen oder Tanzen, bestimmt KI-gestützt das Gehmuster und innerhalb des Gehmusters den optimalen Zeitpunkt für mechanische Unterstützung. Die Unterstützungsentscheidung fällt das System anhand von Gangänderungen, die durch Faktoren wie Ermüdung, Gehgeschwindigkeit, Geländeveränderung und das Tragen von Lasten ausgelöst werden.
Über den Sommer wollen die Forscher die Daten auswerten und anhand der Ergebnisse das System weiterentwickeln. Das langfristige Ziel sei es, die wichtigsten biometrischen Signale für die Exoskelett-Steuerung zu identifizieren und in entsprechende Systeme zu integrieren.
Quelle: US Army; Bilder: US Army