„Искам да закупя тензодатчик с 6 степени на свобода и бях впечатлен от нископрофилните опции на Sunrise.“ ----експерт по рехабилитационни изследвания
Източник на изображението: Лаборатория за невробионика на Мичиганския университет
С развитието на изкуствения интелект, изследователите в Северна Америка и Европа постигнаха впечатляващ напредък в изследванията и разработването на медицинска рехабилитация. Сред тях, изкуствено интелигентните протези (роботизирани протези) привлякоха голямо внимание. Един от ключовите компоненти на протезите с изкуствен интелект е устройството за контрол на силата. Традиционната протеза поддържа потребителя по фиксиран начин, така че другите крайници и части на тялото на потребителя често трябва да си сътрудничат с твърдата протеза, за да завършат действието. Не само способността за движение е ограничена, но и движението е некоординирано. Лесно е да паднете и да развиете вторични усложнения, което създава повече трудности и предизвикателства за пациентите. За разлика от традиционните протези, роботизираните протези могат да осигурят на потребителите активна, а не пасивна опора за равновесие в зависимост от промените в пътните условия и движенията, което им позволява да действат по-свободно и значително да подобрят качеството си на живот.
Източник на изображението: Проектиране и клинично внедряване на бионичен крак с отворен код, Алехандро Ф. Азокар. Том Nature Biomedical Engineering.
Според статистиката, в САЩ има най-малко 300 000 ампутирани крайници. В Китай има 24,12 милиона физически увредени хора, от които 2,26 милиона са ампутирани, като само 39,8% са получили протези. Статистиката през последните две години показва, че в Китай средният годишен брой на новите ампутации е около 200 000 поради пътнотранспортни произшествия, промишлени аварии, минни аварии и заболявания. Броят на ампутациите, дължащи се на диабет, се увеличава бързо. Протезните крайници също трябва да се подменят с напредване на възрастта. Освен това, пациентите с мускулна слабост, мускулна атрофия или хемиплегия също се нуждаят от медицински помощни средства като екзоскелети, които да им помогнат да стоят или да се движат отново. Следователно, по-ефективните и надеждни интелигентни протези и интелигентни екзоскелети имат голямо пазарно търсене и социално значение.
Източник на изображението: Лаборатория за системи за управление на локомотиви към UT Dallas
За да се реализира контролът на силата на интелигентните протези, са необходими сензори за сила с 6 степени на свобода, които да отчитат промените в пътните условия в реално време и да контролират прецизно големината на силата. Сложността на пътните условия, променливостта на действията и ограниченията за интеграция поставят много високи изисквания към сензорите за сила с 6 степени на свобода. Те не само трябва да отговарят на изискванията за обхват на сила и момент, но и да бъдат леки и тънки. Потребителите казват, че след проучване са установили, че на пазара само ултратънките сензори за сила от серията SRI M35 с 6 степени на свобода могат да отговорят на всички тези изисквания.
Серията M35 включва 18 модела, всички от които са с дебелина под 1 см, а най-малкият е само 7,5 мм. Теглото на всички е под 0,26 кг, а най-лекият е само 0,01 кг. Нелинейността и хистерезисът са 1%, кръстосаното смущение е по-малко от 3% и са изградени с технология за тензодатчици с метално фолио. Отличната производителност на тези тънки, леки и компактни сензори може да се постигне благодарение на 30-годишния опит в проектирането на SRI, произлизащ от манекена за безопасност на автомобили и разширяващ се отвъд него. Тези технологии сега се използват в научноизследователската и развойна дейност на интелигентни протези, за да се гарантира безопасността на повече хора.
Източник на изображението: Лаборатория по невробионика на Университета в Мичиган, лаборатория за системи за двигателен контрол
Освен това, цената на SRI сензорите е много конкурентна в сравнение с тази на други големи производители на сензори за сила. Със своята силна техническа мощ и достъпна цена, непретенциозната марка SRI се разпространява от уста на уста и е силно обичана от водещите изследователски лаборатории за медицинска рехабилитация и индустрията за роботизирани протези. През последните 7 години изследователи и инженери в областта на биониката и биомеханиката от Съединените щати, Китай, Канада, Япония, Италия, Испания и други страни са използвали ултратънките SRI сензори за иновативни изследвания, публикували са голям брой академични статии и са постигнали забележителен напредък.
В следващата статия ще представим приложението на ултратънката серия SRI M35 в областта на медицинската рехабилитация. Включително най-новите резултати от изследванията на интелигентни протези и интелигентни екзоскелети, публикувани в списания на Nature и IEEE конференции. Очаквайте скоро!
Референция:
1. Брой пациенти и други оценки за протези и ортопедични изделия в САЩ, Морис А. Леблан, магистър, сертифициран лекар
2. Проектиране и клинично внедряване на бионичен крак с отворен код, Алехандро Ф. Азокар. Том Nature Biomedical Engineering.
3. Проектиране и валидиране на колянно-глезенна ортеза с висока плътност на въртящия момент и силно задвижваща се назад. Ханки Джу, 2017 IEEE Международна конференция по роботика и автоматизация (ICRA)