Novo braço biorobótico pode levar a um dispositivo vestível para pacientes com tremor

Novo braço biorobótico pode levar a um dispositivo vestível para pacientes com tremor

Estima-se que cerca de 80 milhões de pessoas em todo o mundo vivam com tremores. Por exemplo, aqueles que vivem com a doença de Parkinson. Os movimentos periódicos involuntários às vezes afetam muito a forma como os pacientes podem realizar as atividades diárias, como caminhar. B. beber de um copo ou escrever. Dispositivos robóticos macios vestíveis oferecem uma solução potencial para suprimir tais tremores. No entanto, os protótipos existentes ainda não são sofisticados o suficiente para fornecer uma solução real.

Cientistas do Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (MPI-IS), da Universidade de Tübingen e da Universidade de Stuttgart, sob a colaboração da Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (Bits), querem mudar isso. A equipe destruiu um braço biorobótico com dois fios de músculos artificiais presos ao antebraço. Como pode ser visto neste vídeo, o braço biorobótico – aqui denominado paciente mecânico – simula tremores. Vários tremores reais foram registrados e projetados no braço biorobótico, que então refletiu cada paciente agitando o pulso e a mão. Uma vez ativada a supressão do tremor, os músculos artificiais leves compostos por atuadores eletro-hidráulicos se contorcerão e relaxarão para compensar o movimento de vaivém. Agora os tremores mal podem ser sentidos ou vistos.

A equipe pretende atingir dois objetivos com este braço: primeiro, a equipe vê seu braço biorobótico como uma plataforma para outros cientistas no local testarem novas ideias em tecnologia assistiva de exoesqueleto. Juntamente com as suas simulações biomecânicas de computador, os desenvolvedores podem confirmar rapidamente o funcionamento dos seus músculos artificiais moles, evitando testes clínicos demorados e dispendiosos em pacientes reais - o que nem sequer é legalmente possível em alguns países.

Além disso, o braço serve como banco de testes para os músculos artificiais pelos quais o Departamento de Materiais Robóticos do MPI-IS é conhecido na comunidade científica. Ao longo dos anos, estes chamados Hasels foram aperfeiçoados e melhorados. A visão da equipe é que um dia as avelãs se tornarão os blocos de construção de um dispositivo auxiliar vestível que os pacientes com tremor possam usar confortavelmente para lidar melhor com as tarefas diárias, como segurar um copo.

“Vemos um grande potencial para os nossos músculos se tornarem os blocos de construção de uma peça de roupa que se pode usar de forma muito discreta, para que outros nem percebam que a pessoa está sofrendo de um tremor”, diz Alona Shagan Shomron, pesquisadora de pós-doutorado no departamento de materiais robóticos do MPI-IS e primeira autora de um artigo de pesquisa publicado na revista Device. “Mostramos que nossos músculos artificiais baseados na tecnologia Hasel são rápidos e fortes o suficiente para uma ampla gama de tremores no pulso. Isso mostra o grande potencial de um auxílio vestível baseado em Hasel para pessoas que vivem com tremores”, acrescenta Shagan.

“Com a combinação do paciente mecânico e do modelo biomecânico, podemos medir se todos os músculos artificiais testados são bons o suficiente para suprimir todos os tremores, mesmo os muito fortes. Portanto, se algum dia criarmos um dispositivo vestível, poderemos personalizá-lo para que respondamos a cada tremor individualmente”, acrescenta Daniel Häufle. Ele é professor do Instituto Hertie de Pesquisa Clínica do Cérebro da Universidade de Tübingen. Entre outras coisas, ele criou a simulação computacional e coletou dados de tremores de pacientes.

O paciente mecânico nos permite testar o potencial de novas tecnologias logo no início do desenvolvimento, sem a necessidade de testes clínicos caros e demorados em pacientes reais. Muitas boas ideias muitas vezes não são seguidas porque os ensaios clínicos são caros, demorados e difíceis de financiar nas fases iniciais do desenvolvimento tecnológico. Nosso paciente mecânico é a solução que nos permite testar o potencial logo no início do desenvolvimento. “

Syn Schmitt, Professor de Biofísica Computacional e Biorobótica, Universidade de Stuttgart

"A robótica tem um grande potencial para aplicações na área da saúde. Este projeto bem-sucedido mostra o papel fundamental desempenhado pelos materiais flexíveis e deformáveis ​​baseados em sistemas robóticos leves", conclui Christoph Keplinger, Diretor do Departamento de Materiais Robóticos do MPI-IS.

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