„Noriu įsigyti 6 laisvės laipsnių dinamometrinį daviklį ir mane sužavėjo „Sunrise“ žemo profilio variantai.“ – reabilitacijos tyrimų ekspertas
Vaizdo šaltinis: Mičigano universiteto neurobionikos laboratorija
Augant dirbtiniam intelektui, Šiaurės Amerikos ir Europos tyrėjai padarė įspūdingą pažangą medicininės reabilitacijos tyrimuose ir plėtroje. Tarp jų dirbtinio intelekto protezai (robotų protezai) sulaukė didelio dėmesio. Vienas iš pagrindinių DI protezų komponentų yra jėgos valdymo blokas. Tradicinis protezas fiksuotai palaiko naudotoją, todėl norint atlikti veiksmą, kitos naudotojo galūnės ir kūno dalys dažnai turi bendradarbiauti su standžiu protezu. Judėjimo galimybės yra ribotos, bet ir judesiai nekoordinuoti. Lengva nukristi ir atsirasti antrinių komplikacijų, o tai sukelia daugiau sunkumų ir iššūkių pacientams. Skirtingai nuo tradicinių protezų, robotų protezai gali suteikti naudotojams aktyvią, o ne pasyvią pusiausvyros atramą, atsižvelgiant į kelio sąlygų ir judesių pokyčius, leisdami jiems judėti laisviau ir gerokai pagerinti savo gyvenimo kokybę.
Vaizdo šaltinis: Atvirojo kodo bioninės kojos projektavimas ir klinikinis įgyvendinimas, Alejandro F. Azocar. „Nature Biomedical Engineering“ tomas.
Remiantis statistika, JAV yra mažiausiai 300 000 amputuotųjų. Kinijoje yra 24,12 mln. žmonių su fizine negalia, iš kurių 2,26 mln. yra amputuoti, ir tik 39,8 % jų turi protezus. Pastarųjų dvejų metų statistika rodo, kad Kinijoje vidutinis metinis naujų amputacijų skaičius yra apie 200 000 dėl eismo įvykių, pramoninių avarijų, kasybos avarijų ir ligų. Amputacijų dėl diabeto skaičius sparčiai auga. Senstant taip pat reikia keisti protezus. Be to, pacientams, sergantiems raumenų silpnumu, raumenų atrofija ar hemiplegija, taip pat reikalingos medicininės pagalbos priemonės, tokios kaip egzoskeletai, kad padėtų jiems vėl atsistoti ar judėti. Todėl efektyvesni ir patikimesni išmanieji protezai ir išmanieji egzoskeletai turi didelę rinkos paklausą ir socialinę reikšmę.
Vaizdo šaltinis: UT Dalaso lokomotorinių valdymo sistemų laboratorija
Norint realizuoti intelektualiųjų protezų jėgos valdymą, reikalingi 6 laisvės laipsnių jėgos jutikliai, kurie realiuoju laiku aptiktų kelio sąlygų pokyčius ir tiksliai valdytų jėgos dydį. Kelio sąlygų sudėtingumas, veiksmų kintamumas ir integravimo apribojimai kelia labai aukštus reikalavimus 6 laisvės laipsnių jėgos jutikliams. Jie turi atitikti ne tik jėgos ir momento diapazono reikalavimus, bet ir būti lengvi bei ploni. Vartotojai teigė, kad atlikę tyrimą nustatė, jog rinkoje tik SRI M35 itin ploni serijos 6 laisvės laipsnių jėgos jutikliai gali atitikti visus šiuos reikalavimus.
M35 seriją sudaro 18 modelių, kurių visų storis mažesnis nei 1 cm, o mažiausio – vos 7,5 mm. Visi modeliai sveria mažiau nei 0,26 kg, o lengviausio – tik 0,01 kg. Netiesiškumas ir histerezė yra 1 %, skersiniai trukdžiai – mažiau nei 3 %, o jutikliai pagaminti naudojant metalinės folijos įtempimo matuoklių technologiją. Puikus šių plonų, lengvų ir kompaktiškų jutiklių veikimas pasiekiamas dėl 30 metų SRI projektavimo patirties, kilusios nuo automobilių saugos manekenų ir besiplečiančios po jų. Šios technologijos dabar naudojamos intelektualiųjų protezų tyrimuose ir kūrime, siekiant užtikrinti daugiau žmonių saugumą.
Vaizdo šaltinis: Mičigano universiteto neurobionikos laboratorija, lokomotorinių valdymo sistemų laboratorija
Be to, SRI jutiklių kaina yra labai konkurencinga, palyginti su kitų didžiųjų jėgos jutiklių gamintojų kainomis. Dėl savo stipraus techninio pajėgumo ir prieinamos kainos, kuklus SRI prekės ženklas plinta iš lūpų į lūpas ir yra labai vertinamas geriausių medicininės reabilitacijos tyrimų laboratorijų ir robotinių protezų pramonės. Per pastaruosius 7 metus bionikos ir biomechanikos tyrėjai bei inžinieriai iš Jungtinių Amerikos Valstijų, Kinijos, Kanados, Japonijos, Italijos, Ispanijos ir kitų šalių naudojo SRI itin plonus jutiklius novatoriškiems tyrimams, paskelbė daugybę akademinių straipsnių ir pasiekė didelės pažangos.
Kitame straipsnyje pristatysime SRI M35 ultraplonų serijų taikymą medicininės reabilitacijos srityje. Įskaitant naujausius išmaniųjų protezų ir išmaniųjų egzoskeletų tyrimų rezultatus, paskelbtus „Nature“ ir IEEE konferencijų žurnaluose. Sekite naujienas!
Nuoroda:
1. Pacientų populiacija ir kiti protezų bei ortopedinių įdėklų įverčiai JAV, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Atvirojo kodo bioninės kojos projektavimas ir klinikinis įgyvendinimas, Alejandro F. Azocar. „Nature Biomedical Engineering“ tomas.
3. Tankios sukimo momento, labai atgal judinamos elektra varomos kelio ir čiurnos ortozės projektavimas ir patvirtinimas. Hanqi Zhu, 2017 m. IEEE tarptautinė robotikos ir automatikos konferencija (ICRA).