„Želim kupiti mjernu dozu sa 6 stupnjeva slobode i bio sam impresioniran niskoprofilnim opcijama Sunrisea.“ ----stručnjak za rehabilitacijska istraživanja
Izvor slike: Neurobionički laboratorij Sveučilišta u Michiganu
S porastom umjetne inteligencije, istraživači u Sjevernoj Americi i Europi postigli su impresivan napredak u istraživanju i razvoju medicinske rehabilitacije. Među njima, umjetno inteligentne proteze (robotske proteze) privukle su veliku pozornost. Jedna od ključnih komponenti AI proteza je jedinica za kontrolu sile. Tradicionalna proteza podupire korisnika na fiksan način, tako da ostali udovi i dijelovi tijela korisnika često moraju surađivati s krutom protezom kako bi dovršili radnju. Ne samo da je sposobnost kretanja ograničena, već je i pokret nekoordiniran. Lako je pasti i razviti sekundarne komplikacije, stvarajući više poteškoća i izazova za pacijente. Za razliku od tradicionalnih proteza, robotske proteze mogu korisnicima pružiti aktivnu, a ne pasivnu potporu ravnoteži prema promjenama uvjeta na cesti i kretanju, omogućujući im slobodnije djelovanje i uvelike poboljšavajući kvalitetu života.
Izvor slike: Dizajn i klinička implementacija bioničke noge otvorenog koda, Alejandro F. Azocar. Svezak Nature Biomedical Engineering.
Prema statistikama, u SAD-u ima najmanje 300.000 amputiraca. U Kini ima 24,12 milijuna tjelesno hendikepiranih osoba, od kojih je 2,26 milijuna amputiraca, a samo 39,8% ih je dobilo proteze. Statistike u posljednje dvije godine pokazuju da je u Kini prosječni godišnji broj novih amputacija oko 200.000 zbog prometnih nesreća, industrijskih nesreća, rudarskih nesreća i bolesti. Broj amputacija zbog dijabetesa brzo raste. Proteze udova također je potrebno zamijeniti kako stare. Osim toga, pacijentima s mišićnom slabošću, mišićnom atrofijom ili hemiplegijom također su potrebna medicinska pomagala poput egzoskeleta kako bi im pomogli da ponovno stoje ili se kreću. Stoga učinkovitije i pouzdanije pametne proteze i pametni egzoskeleti imaju veliku tržišnu potražnju i društveni značaj.
Izvor slike: Laboratorij za sustave upravljanja lokomotivama Sveučilišta Teksas u Dallasu
Za ostvarivanje kontrole sile inteligentnih proteza, potrebni su senzori sile sa 6 stupnjeva slobode kako bi se u stvarnom vremenu osjetile promjene uvjeta na cesti i precizno kontrolirala veličina sile. Složenost uvjeta na cesti, varijabilnost djelovanja i ograničenja integracije postavljaju vrlo visoke zahtjeve na senzore sile sa 6 stupnjeva slobode. Ne samo da moraju zadovoljiti zahtjeve raspona sile i momenta, već i biti lagani i tanki. Korisnici su rekli da su nakon istraživanja otkrili da na tržištu samo ultra tanki senzori sile SRI M35 serije sa 6 stupnjeva slobode mogu zadovoljiti sve te 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 je 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 tvrtke SRI, koje potječe od lutke za automobilske sigurnosne sudare i širi se dalje. Ove se tehnologije sada koriste u istraživanju i razvoju inteligentnih proteza kako bi se osigurala sigurnost većeg broja ljudi.
Izvor slike: Laboratorij za neurobioniku Sveučilišta u Michiganu, laboratorij za sustave upravljanja lokomotornim sustavima
Osim toga, cijena SRI senzora vrlo je konkurentna u usporedbi s cijenama drugih velikih proizvođača senzora sile. Zahvaljujući snažnoj tehničkoj snazi i pristupačnoj cijeni, diskretni SRI brend proširio se usmenom predajom i duboko je voljen od strane vodećih istraživačkih laboratorija za medicinsku rehabilitaciju i industrije robotske protetike. U posljednjih 7 godina, istraživači i inženjeri bionike i biomehanike iz Sjedinjenih Država, Kine, Kanade, Japana, Italije, Španjolske i drugih zemalja koristili su SRI ultra tanke senzore za inovativna istraživanja, objavili velik broj akademskih radova i postigli izvanredan 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 ortoze u SAD-u, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Dizajn i klinička implementacija bioničke noge otvorenog koda, Alejandro F. Azocar. Svezak Nature Biomedical Engineering.
3. Dizajn i validacija ortoze za koljeno i gležanj s velikim unatrag pokretanim pogonom i gustim momentom. Hanqi Zhu, IEEE Međunarodna konferencija o robotici i automatizaciji (ICRA) 2017.