«6 DOF-ko karga-zelula bat erosi nahi dut eta Sunrise-ren profil baxuko aukerekin harrituta geratu nintzen». -----errehabilitazio ikerketako aditua
Irudiaren iturria: Michigango Unibertsitateko neurobionika laborategia
Adimen artifizialaren gorakadarekin, Ipar Amerikako eta Europako ikertzaileek aurrerapen ikusgarriak egin dituzte errehabilitazio medikoaren ikerketan eta garapenean. Horien artean, adimen artifizialeko protesiek (robot protesiak) arreta handia erakarri dute. IA protesien osagai nagusietako bat indarraren kontrol unitatea da. Protesi tradizionalak erabiltzailea modu finkoan eusten du, beraz, erabiltzailearen beste gorputz-adarrek eta gorputz-atalek askotan protesi zurrunarekin lankidetzan aritu behar dute ekintza burutzeko. Mugitzeko gaitasuna mugatua izateaz gain, mugimendua ere ez da koordinatzen. Erraza da erortzea eta bigarren mailako konplikazioak garatzea, zailtasun eta erronka gehiago sortuz pazienteentzat. Protesi tradizionalen aldean, protesi robotikoek erabiltzaileei oreka-laguntza aktiboa eman diezaiekete, pasiboa baino, errepideko baldintzen eta mugimenduen aldaketen arabera, askatasun handiagoz jarduteko eta beren bizi-kalitatea asko hobetzeko aukera emanez.
Irudiaren iturria: Hanka bioniko ireki baten diseinua eta inplementazio klinikoa, Alejandro F. Azocar. Nature Biomedical Engineering liburukia.
Estatistiken arabera, gutxienez 300.000 anputatu daude AEBetan. Txinan, 24,12 milioi desgaitasun fisikoa duten pertsona daude, eta horietatik 2,26 milioi anputatuak dira, eta % 39,8ri bakarrik jarri zaizkie protesiak. Azken bi urteetako estatistikek erakusten dute Txinan batez beste 200.000 anputazio berri izaten direla trafiko istripuen, industria istripuen, meategietako istripuen eta gaixotasunen ondorioz. Diabetesaren ondoriozko anputazioen kopurua azkar handitzen ari da. Protesi-adarrak ere ordezkatu behar dira adinean aurrera egin ahala. Horrez gain, giharretako ahultasuna, giharretako atrofia edo hemiplegia duten pazienteek ere laguntza medikoak behar dituzte, hala nola exoeskeletoak, zutik jartzen edo berriro mugitzen laguntzeko. Hori dela eta, protesi adimendun eraginkorragoak eta fidagarriagoak eta exoeskeleto adimendunak merkatu-eskaria eta garrantzi soziala handia dute.
Irudiaren iturria: UT Dallas lokomozio-kontrol sistemen laborategia
Protesi adimendunen indarraren kontrola gauzatzeko, 6 DOF indar-sentsore behar dira errepidearen baldintzen aldaketak denbora errealean hautemateko eta indarraren magnitudea zehaztasunez kontrolatzeko. Errepidearen baldintzen konplexutasunak, ekintzen aldakortasunak eta integrazio-murrizketek eskakizun oso handiak ezartzen dizkiete 6 DOF indar-sentsoreei. Indar eta momentuaren irismen-eskakizunak betetzeaz gain, arina eta mehea ere izan behar dute. Erabiltzaileek esan zuten ikerketa baten ondoren, merkatuan SRI M35 serie ultra-meheko 6 DOF indar-sentsoreek bakarrik bete ditzaketela eskakizun horiek guztiak aurkitu zutela.
M35 serieak 18 modelo ditu, guztiak 1 cm baino gutxiagoko lodierakoak, eta txikiena 7,5 mm-koa baino ez. Pisua guztiak 0,26 kg baino gutxiagokoa da, eta arinena 0,01 kg baino ez da. Ez-linealtasuna eta histeresia % 1ekoa da, diafonia % 3 baino txikiagoa, eta metalezko xaflaren tentsio-neurgailuen teknologiarekin eraikita daude. Sentsore mehe, arin eta trinko hauen errendimendu bikaina SRIren 30 urteko diseinu-esperientziari esker lor daiteke, automobilen segurtasuneko talka-manikitik hasi eta haratago hedatu dena. Teknologia hauek protesi adimendunen ikerketan eta garapenean erabiltzen ari dira orain, pertsona gehiagoren segurtasuna bermatzeko.
Irudiaren iturria: Michigango Unibertsitateko neurobionika laborategia, lokomozio-kontrol sistemen laborategia
Gainera, SRI sentsoreen prezioa oso lehiakorra da beste indar-sentsore fabrikatzaile handienekin alderatuta. Bere indar tekniko sendoari eta prezio merkeari esker, SRI marka xumea ahoz aho zabaldu da eta errehabilitazio medikoko ikerketa laborategi eta protesi robotikoen industriak oso maite du. Azken 7 urteotan, Estatu Batuetako, Txinako, Kanadako, Japoniako, Italiako, Espainiako eta beste herrialde batzuetako bionika eta biomekanikako ikertzaileek eta ingeniariek SRI sentsore ultra-meheak erabili dituzte ikerketa berritzaileetarako, artikulu akademiko ugari argitaratu dituzte eta aurrerapen nabarmenak lortu dituzte.
Hurrengo artikuluan, SRI M35 serie ultra-mehearen aplikazioa aurkeztuko dugu errehabilitazio medikoaren arloan. Nature eta IEEE biltzar aldizkarietan argitaratutako protesi adimendunen eta exoeskeleto adimendunen azken ikerketa emaitzak barne. Egon adi!
Erreferentzia:
1. Pazienteen populazioa eta protesi eta ortesien beste estimazio batzuk AEBn, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Hanka bioniko ireki baten diseinua eta inplementazio klinikoa, Alejandro F. Azocar. Nature Biomedical Engineering liburukia.
3. Momentu-dentsitate handiko eta atzeranzko eraginkortasun handiko belaun-ortesi elektriko baten diseinua eta baliozkotzea. Hanqi Zhu, 2017ko IEEE Robotika eta Automatizazioari buruzko Nazioarteko Konferentzia (ICRA)