Nova biorobotska ruka mogla bi dovesti do nosivog uređaja za pacijente s tremorom

Nova biorobotska ruka mogla bi dovesti do nosivog uređaja za pacijente s tremorom

Procjenjuje se da oko 80 milijuna ljudi diljem svijeta živi s podrhtavanjem tla. Na primjer, oni koji žive s Parkinsonovom bolešću. Nevoljni povremeni pokreti ponekad uvelike utječu na to kako pacijenti mogu obavljati dnevne aktivnosti, poput hodanja. B. pijenje iz čaše ili pisanje. Nosivi meki robotski uređaji nude potencijalno rješenje za suzbijanje takvih podrhtavanja. Međutim, postojeći prototipovi još nisu dovoljno sofisticirani da bi pružili pravi lijek.

Znanstvenici s Instituta Max Planck za inteligentne sustave (MPI-IS), Sveučilišta u Tübingenu i Sveučilišta u Stuttgartu u suradnji s Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (Bits) žele to promijeniti. Tim je uništio biorobotsku ruku s dvije niti umjetnih mišića pričvršćenih za podlakticu. Kao što se vidi u ovom videu, biorobotska ruka – ovdje nazvana mehanički pacijent – ​​simulira drhtanje. Višestruki stvarni potresi su snimljeni i projicirani na biorobotsku ruku, koja je zatim odražavala svaki pacijent koji je podrhtavao zapešćem i šakom. Nakon što se aktivira suzbijanje podrhtavanja, lagani umjetni mišići sastavljeni od elektrohidrauličkih pokretača će se zgrčiti i opustiti kako bi kompenzirali kretanje naprijed-natrag. Sada se potresi jedva mogu osjetiti ili vidjeti.

Tim ima za cilj postići dva cilja s ovom rukom: Prvo, tim vidi svoju biorobotsku ruku kao platformu za druge znanstvenike na licu mjesta za testiranje novih ideja u tehnologiji pomoćnog egzoskeleta. Zajedno sa svojim biomehaničkim računalnim simulacijama, programeri mogu brzo potvrditi koliko dobro rade njihovi mekani umjetni mišići, izbjegavajući dugotrajna i skupa klinička testiranja na stvarnim pacijentima - što u nekim zemljama čak nije ni zakonski moguće.

Osim toga, ruka služi kao testni krevet za umjetne mišiće po kojima je Odjel za robotske materijale MPI-IS-a poznat u znanstvenoj zajednici. Tijekom godina, ovi takozvani Haseli su fino podešeni i poboljšani. Vizija je tima da će boje lješnjaka jednog dana postati sastavni dijelovi pomoćnog nosivog uređaja koji pacijenti s tremorom mogu udobno nositi kako bi se bolje nosili sa svakodnevnim zadacima poput držanja šalice.

“Vidimo veliki potencijal za naše mišiće da postanu građevni blokovi odjevnog predmeta koji se može nositi vrlo diskretno, tako da drugi uopće ne shvate da osoba pati od tremora”, kaže Alona Shagan Shomron, postdoktorandica u odjelu za robotske materijale na MPI-IS-u i prva autorica istraživačkog rada objavljenog u časopisu Device. "Pokazali smo da su naši umjetni mišići temeljeni na Hasel tehnologiji dovoljno brzi i jaki za širok raspon drhtanja zapešća. To pokazuje veliki potencijal nosivog pomagala temeljenog na Haselu za ljude koji žive s tremorima", dodaje Shagan.

"Kombinacijom mehaničkog pacijenta i biomehaničkog modela možemo izmjeriti jesu li svi testirani umjetni mišići dovoljno dobri za suzbijanje svih podrhtavanja, čak i onih vrlo jakih. Dakle, ako ikada izradimo nosivi uređaj, možemo ga prilagoditi tako da reagiramo na svaki podrhtavanje pojedinačno", dodaje Daniel Häufle. Profesor je na Hertie Institutu za klinička istraživanja mozga na Sveučilištu u Tübingenu. Između ostalog, napravio je računalnu simulaciju i prikupio podatke o drhtanju pacijenata.

Mehanički pacijent omogućuje nam testiranje potencijala novih tehnologija vrlo rano u razvoju, bez potrebe za skupim i dugotrajnim kliničkim testiranjem na stvarnim pacijentima. Mnoge dobre ideje često se ne ostvaruju jer su klinička ispitivanja skupa, dugotrajna i teško ih je financirati u vrlo ranim fazama razvoja tehnologije. Naš mehanički pacijent je rješenje koje nam omogućuje testiranje potencijala u vrlo ranoj fazi razvoja. “

Syn Schmitt, profesor računalne biofizike i biorobotike, Sveučilište u Stuttgartu

"Robotika ima veliki potencijal za primjene u zdravstvu. Ovaj uspješan projekt pokazuje ključnu ulogu koju imaju fleksibilni i deformabilni materijali temeljeni na mekim robotskim sustavima", zaključuje Christoph Keplinger, direktor Odjela za robotske materijale u MPI-IS.

Izvori: