«Estic buscant comprar una cèl·lula de càrrega de 6 graus de llibertat i em van impressionar les opcions de perfil baix de Sunrise.» -----un expert en investigació en rehabilitació
Font de la imatge: Laboratori de neurobiònica de la Universitat de Michigan
Amb l'auge de la intel·ligència artificial, els investigadors a Amèrica del Nord i Europa han fet progressos impressionants en la investigació i el desenvolupament de la rehabilitació mèdica. Entre elles, les pròtesis amb intel·ligència artificial (pròtesis robòtiques) han atret molta atenció. Un dels components clau de les pròtesis d'IA és la unitat de control de força. La pròtesi tradicional suporta l'usuari de manera fixa, de manera que les altres extremitats i parts del cos de l'usuari sovint necessiten cooperar amb la pròtesi rígida per completar l'acció. No només la capacitat de moure's és limitada, sinó que el moviment també és descoordinat. És fàcil caure i desenvolupar complicacions secundàries, cosa que crea més dificultats i reptes per als pacients. A diferència de les pròtesis tradicionals, les pròtesis robòtiques poden proporcionar als usuaris un suport d'equilibri actiu en lloc de passiu segons els canvis en les condicions de la carretera i els moviments, cosa que els permet actuar amb més llibertat i millorar considerablement la seva qualitat de vida.
Font de la imatge: Disseny i implementació clínica d'una cama biònica de codi obert, Alejandro F. Azocar. Volum Nature Biomedical Engineering.
Segons les estadístiques, hi ha almenys 300.000 amputats als EUA. A la Xina, hi ha 24,12 milions de persones amb discapacitat física, de les quals 2,26 milions són amputades, i només el 39,8% han estat equipades amb pròtesis. Les estadístiques dels darrers dos anys mostren que a la Xina el nombre mitjà anual de noves amputacions és d'unes 200.000 a causa d'accidents de trànsit, accidents industrials, accidents miners i malalties. El nombre d'amputacions a causa de la diabetis està augmentant ràpidament. Les pròtesis també s'han de substituir a mesura que envelleixen. A més, els pacients amb debilitat muscular, atròfia muscular o hemiplegia també necessiten ajudes mèdiques com ara exoesquelets per ajudar-los a posar-se drets o moure's de nou. Per tant, les pròtesis intel·ligents i els exoesquelets intel·ligents més eficients i fiables tenen una gran demanda de mercat i importància social.
Font de la imatge: Laboratori de sistemes de control locomotor de la UT Dallas
Per aconseguir el control de força de les pròtesis intel·ligents, es necessiten sensors de força de 6 graus de llibertat per detectar els canvis en les condicions de la carretera en temps real i controlar amb precisió la magnitud de la força. La complexitat de les condicions de la carretera, la variabilitat de les accions i les restriccions d'integració imposen uns requisits molt elevats als sensors de força de 6 graus de llibertat. No només han de complir els requisits de rang de força i moment, sinó que també han de ser lleugers i prims. Els usuaris van dir que, després d'una investigació, van descobrir que, al mercat, només els sensors de força de 6 graus de llibertat de la sèrie ultrafina SRI M35 poden complir tots aquests requisits.
La sèrie M35 inclou 18 models, tots de menys d'1 cm de gruix, i el més petit només té 7,5 mm de gruix. Els pesos són tots inferiors a 0,26 kg, i el més lleuger és de només 0,01 kg. La no linealitat i la histèresi són de l'1%, la diafonia inferior al 3% i estan construïts amb tecnologia de extensòmetre de làmina metàl·lica. L'excel·lent rendiment d'aquests sensors prims, lleugers i compactes es pot aconseguir gràcies als 30 anys d'experiència en disseny de SRI, que s'origina en el maniquí de seguretat automobilística i s'expandeix més enllà. Aquestes tecnologies s'utilitzen ara en la investigació i el desenvolupament de pròtesis intel·ligents per garantir la seguretat de més persones.
Font de la imatge: laboratori de neurobiònica de la Universitat de Michigan, laboratori de sistemes de control locomotor
A més, el preu dels sensors SRI és molt competitiu en comparació amb els d'altres fabricants importants de sensors de força. Amb la seva forta resistència tècnica i el seu preu assequible, la marca SRI, de baix perfil, s'ha difós de boca en boca i és molt estimada pels principals laboratoris de recerca en rehabilitació mèdica i la indústria de pròtesis robòtiques. En els darrers 7 anys, investigadors i enginyers de biònica i biomecànica dels Estats Units, Xina, Canadà, Japó, Itàlia, Espanya i altres països han utilitzat sensors ultraprims SRI per a la investigació innovadora, han publicat un gran nombre d'articles acadèmics i han aconseguit progressos notables.
En el proper article, presentarem l'aplicació de la sèrie ultrafina SRI M35 en el camp de la rehabilitació mèdica. Incloent-hi els darrers resultats de recerca sobre pròtesis intel·ligents i exoesquelets intel·ligents publicats a revistes de conferències Nature i IEEE. Estigueu atents!
Referència:
1. Població de pacients i altres estimacions de pròtesis i ortesis als EUA, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Disseny i implementació clínica d'una cama biònica de codi obert, Alejandro F. Azocar. Volum Nature Biomedical Engineering.
3. Disseny i validació d'una ortesi de genoll-turmell motoritzada amb densitat de parell i altament retroaccionable. Hanqi Zhu, Conferència Internacional IEEE sobre Robòtica i Automatització (ICRA) de 2017.