“Estou procurando comprar uma célula de carga de 6 graus de liberdade e fiquei impressionado com as opções de baixo perfil do Sunrise.” — um especialista em pesquisa de reabilitação
Fonte da imagem: Laboratório de neurobiônica da Universidade de Michigan
Com o surgimento da inteligência artificial, pesquisadores na América do Norte e na Europa fizeram progressos impressionantes na pesquisa e no desenvolvimento de reabilitação médica. Entre elas, as próteses com inteligência artificial (próteses robóticas) têm atraído muita atenção. Um dos principais componentes das próteses com IA é a unidade de controle de força. A prótese tradicional suporta o usuário de forma fixa, de modo que os outros membros e partes do corpo do usuário frequentemente precisam cooperar com a prótese rígida para completar a ação. Não apenas a capacidade de se mover é limitada, mas também o movimento é descoordenado. É fácil cair e desenvolver complicações secundárias, criando mais dificuldades e desafios para os pacientes. Diferentemente das próteses tradicionais, as próteses robóticas podem fornecer aos usuários um suporte de equilíbrio ativo em vez de passivo, de acordo com as mudanças nas condições da estrada e nos movimentos, permitindo que eles atuem com mais liberdade e melhorem significativamente sua qualidade de vida.
Fonte da imagem: Design e implementação clínica de uma perna biônica de código aberto, Alejandro F. Azocar. Volume da Nature Biomedical Engineering.
Segundo estatísticas, há pelo menos 300.000 amputados nos EUA. Na China, há 24,12 milhões de pessoas com deficiência física, das quais 2,26 milhões são amputadas, e apenas 39,8% receberam próteses. Estatísticas dos últimos dois anos mostram que na China a média anual de novas amputações é de cerca de 200.000 devido a acidentes de trânsito, acidentes industriais, acidentes de mineração e doenças. O número de amputações devido ao diabetes está aumentando rapidamente. Membros protéticos também precisam ser substituídos à medida que envelhecem. Além disso, pacientes com fraqueza muscular, atrofia muscular ou hemiplegia também precisam de aparelhos médicos, como exoesqueletos, para ajudá-los a ficar em pé ou se mover novamente. Portanto, próteses e exoesqueletos inteligentes mais eficientes e confiáveis têm grande demanda de mercado e importância social.
Fonte da imagem: laboratório de sistemas de controle locomotor da UT Dallas
Para realizar o controle de força de próteses inteligentes, são necessários sensores de força de 6 graus de liberdade (GDL) para detectar mudanças nas condições da estrada em tempo real e controlar com precisão a magnitude da força. A complexidade das condições da estrada, a variabilidade das ações e as restrições de integração impõem requisitos muito elevados aos sensores de força de 6 graus de liberdade. Eles não só devem atender aos requisitos de força e momento, como também devem ser leves e finos. Os usuários afirmaram que, após investigação, descobriram que, no mercado, apenas os sensores de força ultrafinos SRI M35 da série 6 GDL atendem a todos esses requisitos.
A série M35 inclui 18 modelos, todos com menos de 1 cm de espessura, sendo o menor com apenas 7,5 mm. Todos pesam menos de 0,26 kg e o mais leve, apenas 0,01 kg. A não linearidade e a histerese são de 1%, a diafonia é inferior a 3% e são construídos com tecnologia de extensômetro de lâmina metálica. O excelente desempenho desses sensores finos, leves e compactos pode ser alcançado graças aos 30 anos de experiência em design da SRI, que se originou do manequim de segurança automotiva e se expandiu além. Essas tecnologias agora estão sendo utilizadas na pesquisa e no desenvolvimento de próteses inteligentes para garantir a segurança de mais pessoas.
Fonte da imagem: Laboratório de neurobiônica da Universidade de Michigan, laboratório de sistemas de controle locomotor
Além disso, o preço dos sensores SRI é muito competitivo em comparação com os de outros grandes fabricantes de sensores de força. Com sua sólida força técnica e preço acessível, a discreta marca SRI se espalhou boca a boca e é profundamente apreciada pelos principais laboratórios de pesquisa em reabilitação médica e pela indústria de próteses robóticas. Nos últimos 7 anos, pesquisadores e engenheiros em biônica e biomecânica dos Estados Unidos, China, Canadá, Japão, Itália, Espanha e outros países utilizaram os sensores ultrafinos SRI em pesquisas inovadoras, publicaram um grande número de artigos acadêmicos e alcançaram progressos notáveis.
No próximo artigo, apresentaremos a aplicação da série ultrafina SRI M35 na área de reabilitação médica. Incluiremos os resultados mais recentes de pesquisas sobre próteses e exoesqueletos inteligentes publicados nas revistas Nature e IEEE. Fique ligado!
Referência:
1. População de Pacientes e Outras Estimativas de Próteses e Órteses nos EUA, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Projeto e implementação clínica de uma perna biônica de código aberto, Alejandro F. Azocar. Volume da Nature Biomedical Engineering.
3. Projeto e Validação de uma Órtese de Joelho-Tornozelo Motorizada, Densa em Torque e Altamente Acionável. Hanqi Zhu, Conferência Internacional IEEE sobre Robótica e Automação (ICRA) de 2017