“6 DOF yük hücresi satın almayı düşünüyordum ve Sunrise'ın düşük profilli seçeneklerinden etkilendim.” ----bir rehabilitasyon araştırma uzmanı
Görsel kaynağı: Michigan Üniversitesi nörobiyonik laboratuvarı
Yapay zekânın yükselişiyle birlikte, Kuzey Amerika ve Avrupa'daki araştırmacılar tıbbi rehabilitasyon alanındaki araştırma ve geliştirme çalışmalarında etkileyici ilerlemeler kaydettiler. Bunlar arasında yapay zekâlı protezler (robot protezler) büyük ilgi gördü. Yapay zekâ protezlerinin temel bileşenlerinden biri kuvvet kontrol ünitesidir. Geleneksel protezler kullanıcıyı sabit bir şekilde destekler, bu nedenle kullanıcının diğer uzuvları ve vücut parçaları genellikle eylemi tamamlamak için sert protezle iş birliği yapmak zorundadır. Hareket kabiliyeti sınırlı olmakla kalmaz, aynı zamanda hareket de koordineli değildir. Düşmek ve ikincil komplikasyonlar geliştirmek kolaydır ve bu da hastalar için daha fazla zorluk ve sıkıntı yaratır. Geleneksel protezlerden farklı olarak, robotik protezler kullanıcılara yol koşulları ve hareketlerdeki değişikliklere göre pasif yerine aktif denge desteği sağlayarak daha özgürce hareket etmelerini ve yaşam kalitelerini büyük ölçüde iyileştirmelerini sağlar.
Görsel kaynağı: Açık kaynaklı biyonik bacağın tasarımı ve klinik uygulaması, Alejandro F. Azocar. Nature Biomedical Engineering cildi.
İstatistiklere göre, ABD'de en az 300.000 ampute bulunmaktadır. Çin'de 24,12 milyon fiziksel engelli insan vardır ve bunların 2,26 milyonu amputedir ve yalnızca %39,8'ine protez takılmıştır. Son iki yıldaki istatistikler, Çin'de trafik kazaları, endüstriyel kazalar, maden kazaları ve hastalıklar nedeniyle ortalama yıllık yeni ampütasyon sayısının yaklaşık 200.000 olduğunu göstermektedir. Diyabet nedeniyle ampütasyon sayısı hızla artmaktadır. Protez uzuvların da yaşlandıkça değiştirilmesi gerekir. Ayrıca, kas zayıflığı, kas atrofisi veya hemiplejisi olan hastaların da tekrar ayağa kalkmalarına veya hareket etmelerine yardımcı olmak için dış iskeletler gibi tıbbi yardımlara ihtiyaçları vardır. Bu nedenle, daha verimli ve güvenilir akıllı protezler ve akıllı dış iskeletler büyük bir pazar talebine ve sosyal öneme sahiptir.
Görsel kaynağı: UT Dallas lokomotor kontrol sistemleri laboratuvarı
Akıllı protezlerin kuvvet kontrolünü gerçekleştirmek için, yol koşullarındaki değişiklikleri gerçek zamanlı olarak algılayıp kuvvetin büyüklüğünü hassas bir şekilde kontrol eden 6 serbestlik dereceli kuvvet sensörüne ihtiyaç vardır. Yol koşullarının karmaşıklığı, eylemlerin değişkenliği ve entegrasyon kısıtlamaları, 6 serbestlik dereceli kuvvet sensörlerine çok yüksek gereksinimler yükler. Sensörlerin yalnızca kuvvet ve moment aralığı gereksinimlerini karşılaması değil, aynı zamanda hafif ve ince olması da gerekir. Kullanıcılar, yaptıkları incelemeler sonucunda piyasada yalnızca SRI M35 ultra ince 6 serbestlik dereceli kuvvet sensörlerinin tüm bu gereksinimleri karşılayabildiğini belirttiler.
M35 serisi, tamamı 1 cm'den ince 18 modelden oluşur ve en küçüğü yalnızca 7,5 mm kalınlığındadır. Ağırlıkların tümü 0,26 kg'dan hafiftir ve en hafifi yalnızca 0,01 kg'dır. Doğrusallık ve histerezis %1, çapraz konuşma %3'ten azdır ve metal folyo gerinim ölçer teknolojisiyle üretilmiştir. Bu ince, hafif ve kompakt sensörlerin mükemmel performansı, SRI'nin otomobil güvenliği çarpışma mankenlerinden başlayıp ötesine uzanan 30 yıllık tasarım deneyimi sayesinde elde edilebilir. Bu teknolojiler, artık daha fazla insanın güvenliğini sağlamak için akıllı protezlerin araştırma ve geliştirmesinde kullanılmaktadır.
Görsel kaynağı: Michigan Üniversitesi nörobiyonik laboratuvarı, hareket kontrol sistemleri laboratuvarı
Ayrıca, SRI sensörlerinin fiyatı, diğer büyük kuvvet sensörü üreticilerininkilerle karşılaştırıldığında oldukça rekabetçidir. Güçlü teknik gücü ve uygun fiyatıyla, sade SRI markası kulaktan kulağa yayılmış ve önde gelen tıbbi rehabilitasyon araştırma laboratuvarları ve robotik protez endüstrisi tarafından büyük ilgi görmüştür. Son 7 yılda, Amerika Birleşik Devletleri, Çin, Kanada, Japonya, İtalya, İspanya ve diğer ülkelerden biyonik ve biyomekanik araştırmacıları ve mühendisleri, yenilikçi araştırmalar için SRI ultra ince sensörlerini kullanmış, çok sayıda akademik makale yayınlamış ve kayda değer bir ilerleme kaydetmiştir.
Bir sonraki yazımızda, SRI M35 ultra ince serisinin tıbbi rehabilitasyon alanındaki uygulamalarını tanıtacağız. Nature ve IEEE konferans dergilerinde yayınlanan akıllı protezler ve akıllı dış iskeletler üzerine en son araştırma sonuçları da dahil. Takipte kalın!
Referans:
1. ABD'de Protez ve Ortez Hasta Popülasyonu ve Diğer Tahminler, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Açık kaynaklı biyonik bacağın tasarımı ve klinik uygulaması, Alejandro F. Azocar. Nature Biomedical Engineering cildi.
3. Tork Yoğunluğu Yüksek, Geriye Dönük Motorlu Diz-Ayak Bileği Ortezinin Tasarımı ve Doğrulanması. Hanqi Zhu, 2017 IEEE Uluslararası Robotik ve Otomasyon Konferansı (ICRA)