“Ek is op soek na 'n 6 DOF-lassel en was beïndruk deur die Sunrise-laeprofielopsies.”----'n rehabilitasienavorsingsdeskundige
Beeldbron: Universiteit van Michigan neurobionika-laboratorium
Met die opkoms van kunsmatige intelligensie het navorsers in Noord-Amerika en Europa indrukwekkende vordering gemaak in die navorsing en ontwikkeling van mediese rehabilitasie. Onder hulle het kunsmatig intelligente prosteses (robotprosteses) baie aandag getrek. Een van die sleutelkomponente van KI-prosteses is die kragbeheereenheid. Die tradisionele prostese ondersteun die gebruiker op 'n vaste manier, dus moet die gebruiker se ander ledemate en liggaamsdele dikwels met die starre prostese saamwerk om die aksie te voltooi. Nie net is die vermoë om te beweeg beperk nie, maar ook die beweging is ongekoördineerd. Dit is maklik om te val en sekondêre komplikasies te ontwikkel, wat meer probleme en uitdagings vir pasiënte skep. Anders as tradisionele prosteses, kan robotprosteses gebruikers aktiewe eerder as passiewe balansondersteuning bied volgens veranderinge in padtoestande en bewegings, wat hulle toelaat om vryer op te tree en hul lewensgehalte aansienlik te verbeter.
Beeldbron: Ontwerp en kliniese implementering van 'n oopbron-bioniese been, Alejandro F. Azocar. Nature Biomedical Engineering volume.
Volgens statistieke is daar ten minste 300 000 geamputeerdes in die VSA. In China is daar 24,12 miljoen fisies gestremde mense, waarvan 2,26 miljoen geamputeerdes is, en slegs 39,8% is met prosteses toegerus. Statistiek in die afgelope twee jaar toon dat die gemiddelde jaarlikse aantal nuwe amputasies in China ongeveer 200 000 is as gevolg van verkeersongelukke, industriële ongelukke, mynongelukke en siektes. Die aantal amputasies as gevolg van diabetes neem vinnig toe. Prostetiese ledemate moet ook vervang word soos hulle ouer word. Daarbenewens benodig pasiënte met spierswakheid, spieratrofie of hemiplegie ook mediese hulpmiddels soos eksoskeletone om hulle te help om weer te staan of te beweeg. Daarom het meer doeltreffende en betroubare slim prosteses en slim eksoskeletone groot markaanvraag en sosiale betekenis.
Beeldbron: UT Dallas lokomotoriese beheerstelsels laboratorium
Om die kragbeheer van intelligente prosteses te verwesenlik, is 6 DOF-kragsensors nodig om veranderinge in padtoestande intyds te waarneem en die grootte van die krag presies te beheer. Die kompleksiteit van padtoestande, die veranderlikheid van aksies en integrasiebeperkings stel baie hoë vereistes aan 6 DOF-kragsensors. Dit moet nie net aan die reikwydtevereistes van krag en moment voldoen nie, maar ook liggewig en dun wees. Gebruikers het gesê dat hulle na ondersoek gevind het dat slegs SRI M35 ultra-dun reeks 6 DOF-kragsensors op die mark aan al hierdie vereistes kan voldoen.
Die M35-reeks sluit 18 modelle in, wat almal minder as 1 cm dik is, en die kleinste is slegs 7,5 mm dik. Die gewigte is almal minder as 0,26 kg, en die ligste is slegs 0,01 kg. Nie-lineariteit en histerese is 1%, kruisspraak minder as 3% en is gebou met staal-op-metaalfoelie-spanningsmetertegnologie. Die uitstekende werkverrigting van hierdie dun, ligte, kompakte sensors kan bereik word danksy die 30 jaar se ontwerpervaring van SRI, wat ontstaan het uit die motorveiligheidsbotsdummy en verder uitbrei. Hierdie tegnologieë word nou gebruik in die navorsing en ontwikkeling van intelligente prosteses om die veiligheid van meer mense te begelei.
Beeldbron: Universiteit van Michigan neurobionika-laboratorium, lokomotoriese beheerstelsellaboratorium
Boonop is die prys vir SRI-sensors baie mededingend in vergelyking met dié van ander groot kragsensorvervaardigers. Met sy sterk tegniese sterkte en bekostigbare prys, is die lae-sleutel SRI-handelsmerk deur mond-tot-mond-reklame versprei en is dit diep geliefd deur die top mediese rehabilitasie-navorsingslaboratoriums en robotprostese-industrie. In die afgelope 7 jaar het bionika- en biomeganika-navorsers en -ingenieurs van die Verenigde State, China, Kanada, Japan, Italië, Spanje en ander lande SRI ultra-dun sensors vir innoverende navorsing gebruik, 'n groot aantal akademiese artikels gepubliseer en merkwaardige vordering gemaak.
In die volgende artikel sal ons die toepassing van die SRI M35 ultra-dun reeks in die veld van mediese rehabilitasie bekendstel. Dit sluit die nuutste navorsingsresultate van intelligente prosteses en intelligente eksoskelette in, gepubliseer in Nature en IEEE-konferensiejoernale. Bly ingeskakel!
Verwysing:
1. Pasiëntpopulasie en ander ramings van prostetika en ortotika in die VSA, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Ontwerp en kliniese implementering van 'n oopbron bioniese been, Alejandro F. Azocar. Nature Biomedical Engineering volume.
3. Ontwerp en Validering van 'n Wringkragdigte, Hoogs Terugdryfbare Aangedrewe Knie-Enkel Ortose. Hanqi Zhu, 2017 IEEE Internasionale Konferensie oor Robotika en Outomatisering (ICRA)