„Želim kupiti mjernu ćeliju sa 6 stepeni slobode i bio sam impresioniran niskoprofilnim opcijama Sunrisea.“ ----stručnjak za istraživanje rehabilitacije
Izvor slike: Neurobionički laboratorij Univerziteta u Michiganu
S porastom vještačke inteligencije, istraživači u Sjevernoj Americi i Evropi su postigli impresivan napredak u istraživanju i razvoju medicinske rehabilitacije. Među njima, vještački inteligentne proteze (robotske proteze) privukle su veliku pažnju. Jedna od ključnih komponenti AI proteza je jedinica za kontrolu sile. Tradicionalna proteza podržava korisnika na fiksan način, tako da drugi udovi i dijelovi tijela korisnika često moraju sarađivati s krutom protezom kako bi izvršili radnju. Ne samo da je sposobnost kretanja ograničena, već je i pokret nekoordiniran. Lako je pasti i razviti sekundarne komplikacije, stvarajući dodatne poteškoće i izazove za pacijente. Za razliku od tradicionalnih proteza, robotske proteze mogu korisnicima pružiti aktivnu, a ne pasivnu podršku za ravnotežu u skladu s promjenama uvjeta na cesti i kretanjima, omogućavajući im da djeluju slobodnije i značajno poboljšavaju kvalitetu života.
Izvor slike: Dizajn i klinička implementacija bioničke noge otvorenog koda, Alejandro F. Azocar. Časopis Nature Biomedical Engineering.
Prema statistikama, u SAD-u ima najmanje 300.000 amputiraca. U Kini ima 24,12 miliona fizički hendikepiranih osoba, od kojih je 2,26 miliona amputiraca, a samo 39,8% je dobilo proteze. Statistike u posljednje dvije godine pokazuju da je u Kini prosječan godišnji broj novih amputacija oko 200.000 zbog saobraćajnih nesreća, industrijskih nesreća, rudarskih nesreća i bolesti. Broj amputacija zbog dijabetesa brzo raste. Proteze udova također je potrebno zamijeniti kako stare. Osim toga, pacijentima sa slabošću mišića, atrofijom mišića ili hemiplegijom također su potrebna medicinska pomagala poput egzoskeleta kako bi im pomogli da ponovo stoje ili se kreću. Stoga, efikasnije i pouzdanije pametne proteze i pametni egzoskeleti imaju veliku tržišnu potražnju i društveni značaj.
Izvor slike: Laboratorija za sisteme upravljanja lokomotivama Univerziteta Teksas u Dallasu
Da bi se ostvarila kontrola sile inteligentnih proteza, potrebni su senzori sile sa 6 stepeni slobode (DOF) kako bi se u realnom vremenu osjetile promjene uslova na putu i precizno kontrolisala veličina sile. Složenost uslova na putu, varijabilnost djelovanja i ograničenja integracije postavljaju vrlo visoke zahtjeve na senzore sile sa 6 stepeni slobode. Ne samo da moraju ispunjavati zahtjeve raspona sile i momenta, već moraju biti i lagani i tanki. Korisnici su rekli da su nakon istrage otkrili da na tržištu samo ultra tanki senzori sile SRI M35 serije sa 6 stepeni slobode mogu ispuniti sve ove zahtjeve.
Serija M35 uključuje 18 modela, od kojih su svi debljine manje od 1 cm, a najmanji je debljine samo 7,5 mm. Težina svih modela je manja od 0,26 kg, a najlakši samo 0,01 kg. Nelinearnost i histereza su 1%, preslušavanje manje od 3% i izrađeni su tehnologijom mjerača naprezanja od metalne folije. Izvrsne performanse ovih tankih, laganih i kompaktnih senzora mogu se postići zahvaljujući 30-godišnjem iskustvu u dizajnu kompanije SRI, koje potiče od lutke za automobilske sigurnosne sudare i širi se dalje. Ove tehnologije se sada koriste u istraživanju i razvoju inteligentnih proteza kako bi se osigurala sigurnost većeg broja ljudi.
Izvor slike: Laboratorija za neurobioniku Univerziteta u Michiganu, laboratorija za sisteme lokomotorne kontrole
Osim toga, cijena SRI senzora je vrlo konkurentna u poređenju s cijenama drugih velikih proizvođača senzora sile. Zahvaljujući snažnoj tehničkoj snazi i pristupačnoj cijeni, brend SRI koji se lako prodaje proširio se usmenom predajom i izuzetno je popularan u vodećim istraživačkim laboratorijama za medicinsku rehabilitaciju i industriji robotske protetike. U proteklih 7 godina, istraživači i inženjeri bionike i biomehanike iz Sjedinjenih Američkih Država, Kine, Kanade, Japana, Italije, Španije i drugih zemalja koristili su ultra tanke SRI senzore za inovativna istraživanja, objavili veliki broj akademskih radova i postigli izuzetan napredak.
U sljedećem članku predstavit ćemo primjenu ultra-tanke serije SRI M35 u području medicinske rehabilitacije. Uključujući najnovije rezultate istraživanja inteligentnih proteza i inteligentnih egzoskeleta objavljene u časopisima Nature i IEEE konferencija. Ostanite s nama!
Referenca:
1. Populacija pacijenata i druge procjene protetike i ortopedskih pomagala u SAD-u, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Dizajn i klinička implementacija bioničke noge otvorenog koda, Alejandro F. Azocar. Nature Biomedical Engineering, svezak.
3. Dizajn i validacija ortoze za koljeno-skočni zglob s velikim brojem obrtnog momenta i visokim povratnim pogonom. Hanqi Zhu, IEEE Međunarodna konferencija o robotici i automatizaciji (ICRA) 2017.