Az új biorobotikus kar hordható eszközhöz vezethet a tremoros betegek számára

Az új biorobotikus kar hordható eszközhöz vezethet a tremoros betegek számára

Becslések szerint világszerte körülbelül 80 millió ember él remegéssel. Például azok, akik Parkinson-kórban szenvednek. Az önkéntelen időszakos mozgások néha nagymértékben befolyásolják a betegek napi tevékenységeit, például a sétát. B. pohárból ivás vagy írás. A hordható puha roboteszközök potenciális megoldást kínálnak az ilyen remegések elnyomására. A meglévő prototípusok azonban még nem elég kifinomultak ahhoz, hogy valódi orvoslást nyújtsanak.

A Max Planck Intelligens Rendszerek Intézete (MPI-IS), a Tübingeni Egyetem és a Stuttgarti Egyetem tudósai a Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (Bits) együttműködésével szeretnének változtatni ezen. A csapat kibelezett egy biorobotikus kart, amelyen két szál mesterséges izom volt az alkarhoz szíjazva. Amint ezen a videón is látható, a biorobotikus kar – amelyet itt mechanikus betegnek nevezünk – remegést szimulál. Több valódi remegést rögzítettek, és kivetítettek a biorobotikus karra, ami azt tükrözte, hogy minden egyes páciens rázta a csuklóját és a kezét. Amint a remegés elnyomása aktiválódik, az elektrohidraulikus működtetőkből álló könnyű mesterséges izmok eltorzulnak és ellazulnak, hogy kompenzálják az oda-vissza mozgást. Most már alig lehet érezni vagy látni a remegést.

A csapat célja két cél elérése ezzel a karral: Először is, a csapat a biorobotikus karját platformnak tekinti más helyszíni tudósok számára, hogy új ötleteket tesztelhessenek a segítő exoskeleton technológiában. Biomechanikai számítógépes szimulációikkal együtt a fejlesztők gyorsan megerősíthetik, mennyire jól működnek lágy mesterséges izmaik, elkerülve az időigényes és költséges klinikai vizsgálatokat valódi betegeken – ami egyes országokban még törvényesen sem lehetséges.

Ezenkívül a kar tesztágyként szolgál a mesterséges izmok számára, amelyekről az MPI-IS Robot Materials Osztálya ismert a tudományos közösségben. Az évek során ezeket az úgynevezett Haseleket finomhangolták és továbbfejlesztették. A csapat elképzelése szerint a mogyoró egy napon egy olyan segédeszköz építőkövei lesz, amelyet a tremoros betegek kényelmesen viselhetnek, hogy jobban megbirkózzanak a mindennapi feladatokkal, például a csészetartással.

„Nagy lehetőséget látunk abban, hogy izmaink egy olyan ruha építőkövévé váljanak, amelyet nagyon diszkréten lehet viselni, így mások észre sem veszik, hogy az illető remegésben szenved” – mondja Alona Shagan Shomron, az MPI-IS robotanyagokkal foglalkozó részlegének posztdoktori kutatója és a Device folyóiratban megjelent kutatás első szerzője. "Megmutattuk, hogy a Hasel technológián alapuló mesterséges izmaink elég gyorsak és elég erősek a csuklóremegés széles skálájához. Ez mutatja a Hasel-alapú, hordható segédeszközben rejlő nagy lehetőségeket a remegéssel küzdők számára" - teszi hozzá Shagan.

"A mechanikus páciens és a biomechanikai modell kombinációjával meg tudjuk mérni, hogy az összes tesztelt mesterséges izom elég jó-e ahhoz, hogy minden remegést elnyomjon, még a nagyon erőseket is. Tehát ha valaha is létrehozunk egy hordható eszközt, testreszabhatjuk úgy, hogy minden remegésre külön-külön reagáljunk" - teszi hozzá Daniel Häufle. A Tübingeni Egyetem Hertie Klinikai Agykutatási Intézetének professzora. Többek között ő készítette a számítógépes szimulációt, és gyűjtött tremoradatokat a betegektől.

A mechanikus páciens lehetővé teszi, hogy már a fejlesztés korai szakaszában teszteljük az új technológiákban rejlő lehetőségeket anélkül, hogy valódi betegeken kellene drága és időigényes klinikai vizsgálatokat végezni. Sok jó ötlet gyakran nem valósul meg, mert a klinikai vizsgálatok drágák, időigényesek és nehezen finanszírozhatók a technológiai fejlesztés nagyon korai szakaszában. A mi mechanikus páciensünk az a megoldás, amely lehetővé teszi számunkra, hogy teszteljük a potenciált a fejlesztés korai szakaszában. "

Syn Schmitt, a számítógépes biofizika és biorobotika professzora, a Stuttgarti Egyetem

"A robotikában nagy lehetőségek rejlenek az egészségügyi alkalmazásokban. Ez a sikeres projekt megmutatja a lágy robotrendszereken alapuló rugalmas és deformálható anyagok kulcsfontosságú szerepét" - összegzi Christoph Keplinger, az MPI-IS robotanyagokkal foglalkozó részlegének igazgatója.

Források: