Нова биороботизирана ръка може да доведе до носимо устройство за пациенти с тремор

Нова биороботизирана ръка може да доведе до носимо устройство за пациенти с тремор

Смята се, че около 80 милиона души по света живеят с трусове. Например тези, които живеят с болестта на Паркинсон. Неволните периодични движения понякога значително влияят върху това как пациентите могат да извършват ежедневни дейности, като ходене. Б. пиене от чаша или писане. Носимите меки роботизирани устройства предлагат потенциално решение за потискане на такива тремори. Съществуващите прототипи обаче все още не са достатъчно усъвършенствани, за да осигурят истинско лекарство.

Учени от Института Макс Планк за интелигентни системи (MPI-IS), Университета в Тюбинген и Университета в Щутгарт в сътрудничество с Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (Bits) искат да променят това. Екипът изкорми биороботизирана ръка с две нишки изкуствени мускули, прикрепени към предмишницата. Както се вижда в това видео, биороботичната ръка - наричана тук механичен пациент - симулира тремори. Множество реални тремори бяха записани и проектирани върху биороботичната ръка, която след това отразяваше разклащането на китката и ръката на всеки пациент. След като се активира потискането на тремора, леките изкуствени мускули, съставени от електрохидравлични задвижващи механизми, ще се изкривят и отпуснат, за да компенсират движението напред и назад. Сега трусовете едва се усещат или виждат.

Екипът има за цел да постигне две цели с тази ръка: Първо, екипът вижда своята биороботизирана ръка като платформа за други учени на място, за да тестват нови идеи в помощната технология на екзоскелета. Заедно с техните биомеханични компютърни симулации, разработчиците могат бързо да потвърдят колко добре работят техните меки изкуствени мускули, като избягват отнемащите време и скъпи клинични тестове върху реални пациенти - което дори не е законово възможно в някои страни.

В допълнение, ръката служи като тестова платформа за изкуствените мускули, с които отделът за роботизирани материали на MPI-IS е известен в научната общност. През годините тези така наречени Hasels бяха фино настроени и подобрени. Визията на екипа е, че лешниците един ден ще се превърнат в градивните елементи на помощно устройство за носене, което пациентите с тремор могат да носят удобно, за да се справят по-добре с ежедневните задачи като държане на чаша.

„Виждаме голям потенциал нашите мускули да се превърнат в градивните елементи на дреха, която човек може да носи много дискретно, така че другите дори да не осъзнаят, че човекът страда от тремор“, казва Алона Шаган Шомрон, постдокторант в отдела за роботизирани материали в MPI-IS и първият автор на изследователска статия, публикувана в списание Device. „Ние показахме, че нашите изкуствени мускули, базирани на технологията Hasel, са достатъчно бързи и силни за широк спектър от треперене на китката. Това показва големия потенциал на базирано на Hasel помощно средство за носене за хора, живеещи с тремор“, добавя Шаган.

„С комбинацията от механичен пациент и биомеханичен модел можем да измерим дали всички тествани изкуствени мускули са достатъчно добри, за да потиснат всички тремори, дори много силни. Така че, ако някога създадем носимо устройство, можем да го персонализираме, така че да реагираме на всеки тремор поотделно“, добавя Daniel Häufle. Той е професор в Института Херти за клинични изследвания на мозъка към университета в Тюбинген. Освен всичко друго, той създава компютърна симулация и събира данни за тремор от пациенти.

Механичният пациент ни позволява да тестваме потенциала на новите технологии в много ранен стадий на развитие, без необходимост от скъпи и отнемащи време клинични тестове при реални пациенти. Много добри идеи често не се преследват, защото клиничните изпитвания са скъпи, отнемат много време и са трудни за финансиране в много ранните етапи на развитие на технологиите. Нашият механичен пациент е решението, което ни позволява да тестваме потенциала много рано в разработката. “

Син Шмит, професор по изчислителна биофизика и биороботика, Университет на Щутгарт

„Роботиката има голям потенциал за приложения в здравеопазването. Този успешен проект показва ключовата роля на гъвкавите и деформируеми материали, базирани на меки роботизирани системи“, заключава Кристоф Кеплингер, директор на отдела за роботизирани материали в MPI-IS.

източници: