«Estou a buscar mercar unha célula de carga de 6 DOF e quedei impresionado coas opcións de baixo perfil de Sunrise». ----un experto en investigación en rehabilitación
Fonte da imaxe: Laboratorio de neurobiónica da Universidade de Michigan
Co auxe da intelixencia artificial, os investigadores de América do Norte e Europa fixeron progresos impresionantes na investigación e desenvolvemento da rehabilitación médica. Entre elas, as próteses con intelixencia artificial (próteses robóticas) chamaron moita atención. Un dos compoñentes clave das próteses de IA é a unidade de control da forza. A prótese tradicional sostén o usuario de forma fixa, polo que as outras extremidades e partes do corpo do usuario a miúdo necesitan cooperar coa prótese ríxida para completar a acción. Non só a capacidade de movemento é limitada, senón que o movemento tamén é descoordinado. É doado caer e desenvolver complicacións secundarias, o que crea máis dificultades e desafíos para os pacientes. A diferenza das próteses tradicionais, as próteses robóticas poden proporcionar aos usuarios un apoio de equilibrio activo en lugar de pasivo segundo os cambios nas condicións da estrada e os movementos, o que lles permite actuar con máis liberdade e mellorar moito a súa calidade de vida.
Fonte da imaxe: Deseño e implementación clínica dunha perna biónica de código aberto, Alejandro F. Azocar. Volume de Nature Biomedical Engineering.
Segundo as estatísticas, hai polo menos 300.000 amputados nos Estados Unidos. Na China, hai 24,12 millóns de persoas con discapacidade física, das cales 2,26 millóns son amputadas, e só o 39,8 % foron colocadas con próteses. As estatísticas dos últimos dous anos mostran que na China o número medio anual de novas amputacións é duns 200.000 debido a accidentes de tráfico, accidentes industriais, accidentes mineiros e enfermidades. O número de amputacións debido á diabetes está a aumentar rapidamente. As próteses tamén deben ser substituídas a medida que envellecen. Ademais, os pacientes con debilidade muscular, atrofia muscular ou hemiplexia tamén necesitan axudas médicas como exoesqueletos para axudalos a poñerse de pé ou moverse de novo. Polo tanto, as próteses intelixentes e os exoesqueletos intelixentes máis eficientes e fiables teñen unha gran demanda de mercado e importancia social.
Fonte da imaxe: laboratorio de sistemas de control locomotor da UT Dallas
Para lograr o control da forza das próteses intelixentes, necesítanse sensores de forza de 6 graos de liberdade (DOF) para detectar os cambios nas condicións da estrada en tempo real e controlar con precisión a magnitude da forza. A complexidade das condicións da estrada, a variabilidade das accións e as restricións de integración impoñen uns requisitos moi elevados aos sensores de forza de 6 DOF. Non só deben cumprir os requisitos de rango de forza e momento, senón tamén ser lixeiros e delgados. Os usuarios dixeron que, despois dunha investigación, descubriron que, no mercado, só os sensores de forza de 6 DOF da serie ultrafina SRI M35 poden cumprir todos estes requisitos.
A serie M35 inclúe 18 modelos, todos eles de menos de 1 cm de grosor, sendo o máis pequeno de só 7,5 mm. Os pesos son todos inferiores a 0,26 kg, sendo o máis lixeiro de só 0,01 kg. A non linealidade e a histérese son do 1 %, a diafonía inferior ao 3 % e están construídos con tecnoloxía de extensómetro de lámina metálica. O excelente rendemento destes sensores delgados, lixeiros e compactos pódese conseguir grazas aos 30 anos de experiencia en deseño de SRI, que se orixinou no maniquí de seguridade para accidentes de automóbiles e se expandiu máis alá. Estas tecnoloxías están a ser utilizadas agora na investigación e desenvolvemento de próteses intelixentes para garantir a seguridade de máis persoas.
Fonte da imaxe: Laboratorio de neurobiónica da Universidade de Míchigan, laboratorio de sistemas de control locomotor
Ademais, o prezo dos sensores SRI é moi competitivo en comparación cos doutros grandes fabricantes de sensores de forza. Coa súa forte solidez técnica e o seu prezo accesible, a discreta marca SRI difundiuse de boca en boca e é moi apreciada polos principais laboratorios de investigación de rehabilitación médica e pola industria das próteses robóticas. Nos últimos 7 anos, investigadores e enxeñeiros de biónica e biomecánica dos Estados Unidos, China, Canadá, Xapón, Italia, España e outros países utilizaron sensores ultrafinos SRI para investigacións innovadoras, publicaron un gran número de artigos académicos e acadaron progresos notables.
No seguinte artigo, presentaremos a aplicación da serie ultrafina SRI M35 no campo da rehabilitación médica. Incluíndo os últimos resultados de investigación sobre próteses intelixentes e exoesqueletos intelixentes publicados en revistas de conferencias Nature e IEEE. Estade atentos!
Referencia:
1. Poboación de pacientes e outras estimacións de próteses e orteses nos EUA, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Deseño e implementación clínica dunha perna biónica de código aberto, Alejandro F. Azocar. Volume de Nature Biomedical Engineering.
3. Deseño e validación dunha ortese de xeonllo-tornillo motorizada con densa torsión e altamente retroaccionable. Hanqi Zhu, Conferencia Internacional do IEEE sobre Robótica e Automatización (ICRA) de 2017