新的生物机器人手臂可能会为震颤患者带来可穿戴设备

新的生物机器人手臂可能会为震颤患者带来可穿戴设备

据估计，全世界约有 8000 万人患有震颤。例如，患有帕金森病的人。有时，不自主的周期性运动会极大地影响患者进行日常活动（例如行走）的方式。 B. 用玻璃杯或书写品喝水。可穿戴软机器人设备提供了抑制此类颤抖的潜在解决方案。然而，现有的原型还不够复杂，无法提供真正的补救措施。

来自马克斯·普朗克智能系统研究所 (MPI-IS)、图宾根大学和斯图加特大学的科学家在斯图加特图宾根仿生智能 (Bits) 的合作下希望改变这一现状。研究小组用绑在前臂上的两股人造肌肉切除了生物机器人手臂的内部结构。如视频中所示，生物机械臂（此处称为机械患者）模拟震颤。多次真实的颤抖被记录下来并投射到生物机器人手臂上，然后反映每个患者手腕和手的晃动。一旦震颤抑制被激活，由电液执行器组成的轻型人造肌肉就会扭曲和放松，以补偿前后运动。现在几乎感觉不到或看不到震动。

该团队的目标是通过该手臂实现两个目标：首先，该团队将其生物机器人手臂视为现场其他科学家测试辅助外骨骼技术新想法的平台。结合生物力学计算机模拟，开发人员可以快速确认其软人造肌肉的工作效果，避免对真实患者进行耗时且昂贵的临床测试 - 这在某些国家甚至在法律上是不可能的。

此外，该手臂还充当人造肌肉的测试台，MPI-IS 的机器人材料部门因此而闻名于科学界。多年来，这些所谓的 Hasels 已经得到了微调和改进。该团队的愿景是，有一天，榛子将成为一种辅助可穿戴设备的组成部分，让震颤患者可以舒适地佩戴该设备，以更好地应对日常任务，例如拿杯子。

MPI-IS 机器人材料部门的博士后研究员、《Device》杂志上发表的一篇研究论文的第一作者 Alona Shagan Shomron 表示：“我们看到我们的肌肉有很大潜力成为衣服的组成部分，人们可以非常谨慎地穿着这种衣服，这样其他人甚至不会意识到这个人正在遭受震颤。” Shagan 补充道：“我们已经证明，基于 Hasel 技术的人造肌肉速度快、强度大，足以应对各种手腕颤抖。这表明基于 Hasel 技术的可穿戴辅助设备对于颤抖患者来说具有巨大潜力。”

“通过结合机械患者和生物力学模型，我们可以测量所有测试的人造肌肉是否足以抑制所有震颤，甚至是非常强烈的震颤。因此，如果我们创建可穿戴设备，我们可以对其进行定制，以便我们单独对每种震颤做出反应，”Daniel Häufle 补充道。他是蒂宾根大学赫蒂临床脑研究所的教授。除此之外，他还创建了计算机模拟并收集了患者的震颤数据。

机械患者使我们能够在开发的早期测试新技术的潜力，而无需在真实患者中进行昂贵且耗时的临床测试。许多好的想法往往没有得到实施，因为在技术开发的早期阶段，临床试验成本高昂、耗时且难以融资。我们的机械患者是让我们能够在开发早期测试潜力的解决方案。 “

Syn Schmitt，斯图加特大学计算生物物理学和生物机器人学教授

MPI-IS 机器人材料部主任 Christoph Keplinger 总结道：“机器人技术在医疗保健应用方面具有巨大潜力。这个成功的项目展示了基于软机器人系统的柔性可变形材料所发挥的关键作用。”

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