Jauna biorobotiskā roka varētu novest pie valkājamas ierīces trīces pacientiem

Jauna biorobotiskā roka varētu novest pie valkājamas ierīces trīces pacientiem

Tiek lēsts, ka aptuveni 80 miljoni cilvēku visā pasaulē dzīvo ar trīci. Piemēram, tiem, kas dzīvo ar Parkinsona slimību. Periodiskas piespiedu kustības dažreiz ļoti ietekmē to, kā pacienti var veikt ikdienas darbības, piemēram, staigāt. B. dzeršana no glāzes vai rakstīšana. Valkājamas mīkstās robotizētās ierīces piedāvā potenciālu risinājumu šādu trīču nomākšanai. Tomēr esošie prototipi vēl nav pietiekami sarežģīti, lai nodrošinātu reālu līdzekli.

Zinātnieki no Maksa Planka Inteliģento sistēmu institūta (MPI-IS), Tībingenes Universitātes un Štutgartes Universitātes sadarbībā ar Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (Bits) vēlas to mainīt. Komanda izķidāja biorobotisku roku ar diviem mākslīgo muskuļu pavedieniem, kas bija piesprādzēti pie apakšdelma. Kā redzams šajā video, biorobotiskā roka, kas šeit tiek dēvēta par mehānisku pacientu, simulē trīci. Tika reģistrēti vairāki reāli trīce, kas tika projicēta uz biorobotikas roku, kas pēc tam atspoguļoja katra pacienta plaukstas un rokas kratīšanu. Kad trīces nomākšana ir aktivizēta, vieglie mākslīgie muskuļi, kas sastāv no elektrohidrauliskajiem izpildmehānismiem, salocīsies un atslābinās, lai kompensētu kustību uz priekšu un atpakaļ. Tagad trīsas gandrīz nav jūtamas vai redzamas.

Komandas mērķis ir ar šo roku sasniegt divus mērķus: pirmkārt, komanda redz savu biorobotisko roku kā platformu citiem zinātniekiem uz vietas, lai pārbaudītu jaunas idejas palīglīdzekļa eksoskeleta tehnoloģijā. Kopā ar savām biomehāniskajām datorsimulācijām izstrādātāji var ātri apstiprināt, cik labi darbojas viņu mīkstie mākslīgie muskuļi, izvairoties no laikietilpīgas un dārgas klīniskas pārbaudes ar reāliem pacientiem, kas dažās valstīs pat nav likumīgi iespējams.

Turklāt roka kalpo kā mākslīgo muskuļu pārbaudes vieta, par kuru MPI-IS Robotu materiālu nodaļa ir zināma zinātnieku aprindās. Gadu gaitā šie tā sauktie Hasels ir precīzi noregulēti un uzlaboti. Komandas vīzija ir, ka lazdas kādu dienu kļūs par palīgierīces pamatelementiem, ko trīces slimnieki var ērti valkāt, lai labāk tiktu galā ar ikdienas uzdevumiem, piemēram, krūzes turēšanu.

"Mēs redzam lielu potenciālu mūsu muskuļiem kļūt par apģērba elementiem, ko var valkāt ļoti diskrēti, lai citi pat nenojaustu, ka persona cieš no trīces," saka Aļona Šagana Šomrona, MPI-IS robotu materiālu nodaļas pēcdoktorantūras pētniece un žurnālā Device publicētā pētījuma pirmā autore. "Mēs esam parādījuši, ka mūsu mākslīgie muskuļi, kuru pamatā ir Hasel tehnoloģija, ir pietiekami ātri un spēcīgi, lai novērstu plašu plaukstu locītavu trīci. Tas parāda uz Hasel balstītas valkājamas palīgierīces lielo potenciālu cilvēkiem, kuri dzīvo ar trīci," piebilst Šagans.

"Izmantojot mehāniskā pacienta un biomehāniskā modeļa kombināciju, mēs varam izmērīt, vai visi pārbaudītie mākslīgie muskuļi ir pietiekami labi, lai nomāktu visus trīci, pat ļoti spēcīgus. Tātad, ja mēs kādreiz izveidosim valkājamu ierīci, mēs varam to pielāgot tā, lai mēs reaģētu uz katru trīci atsevišķi, "piebilst Daniels Häufle. Viņš ir Tībingenes universitātes Herti smadzeņu klīniskās pētniecības institūta profesors. Cita starpā viņš izveidoja datorsimulāciju un savāca datus par trīci no pacientiem.

Mehāniskais pacients ļauj mums pārbaudīt jauno tehnoloģiju potenciālu ļoti agrīnā izstrādes stadijā, bez nepieciešamības veikt dārgas un laikietilpīgas klīniskas pārbaudes reāliem pacientiem. Daudzas labas idejas bieži netiek īstenotas, jo klīniskie pētījumi ir dārgi, laikietilpīgi un grūti finansējami tehnoloģiju attīstības ļoti agrīnā stadijā. Mūsu mehāniskais pacients ir risinājums, kas ļauj mums pārbaudīt potenciālu ļoti agrīnā izstrādes stadijā. "

Sin Šmits, Štutgartes Universitātes skaitļošanas biofizikas un biorobotikas profesors

"Robotikai ir liels potenciāls veselības aprūpes lietojumos. Šis veiksmīgais projekts parāda elastīgo un deformējamo materiālu galveno lomu, kuru pamatā ir mīkstas robotu sistēmas," secina MPI-IS Robotisko materiālu departamenta direktors Kristofs Keplingers.

Avoti: