Новые понятия для роботизированной перчатки

Мягкие, легкие роботизированные перчатки помогают схватить объект

Добившись многообещающих результатов в доказательство правильности концепции прототипов и экспериментальных испытаний, мягкие перчатки роботы, разработанные Конором Уолш и командой инженеров Гарвардской и Джон А. Полсон школы инженерных и прикладных наук (SEAS) смогут когда-нибудь помочь людям, страдающим от потери ручного управления двигателя, чтобы восстановить некоторую независимость.

Большинство пациентов с частичной или полной потерей движений своих рук из-за мышечной дистрофии, это пациенты, страдающие боковым амиотрофическим склерозом (БАС), или неполными травмами спинного мозга.

Это значительно снижается качество жизни из-за их неспособности выполнять многие действия в их повседневной деятельности. Задачи часто само собой разумеющиеся, такие как - застегивания рубашки, поднимание телефона, использование кухонных и столовых приборов – несут лишь разочарование, и превращаются в почти невозможные подвиги из-за снижения силы захвата и контроля двигателя.

"С самого начала этого проекта, мы сосредоточены на понимании реальных проблем, стоящих перед этими пациентами, посетив их в домах, мы проводили исследования", сказал Уолш, доцент механической и биомедицинской инженерии.

"В конечном счете, пациенту должно быть комфортно носить перчатку," сказал Галлоуэй, студент Гарварда и один из исследователей. "Как дополнительные функции перчаток, мы обнаружили, что люди заботятся о своей внешности, что может иметь большое влияние на то, будут ли перчатки способны стать частью их повседневной жизни",

Команда Уолша стремилась сделать перчатки такими, чтобы в них пациент мог чувствовать себя более комфортно и естественно. В течение нескольких итераций проектирования, приводы питания движений были уменьшены и изменены, чтобы распределить силу более равномерно между всеми пальцами пользователя и особенно между большим пальцем. Полученные мягкие, с несколькими сегментами приводы, которые являются составными трубчатой конструкции из кевларового волокна и силиконового эластомера, поддерживают диапазон движений, выполняемых пальцами рук человека. Система управления перчаток портативная и легкая, её можно носить с помощью поясничного ремня или крепить к инвалидной коляске.

Теперь, команда работает над тем, чтобы улучшить стратегии управления, которые позволят системе обнаруживать намерения владельца. Одним из возможных решений является использование электромиографии с применением небольших электрических датчиков вмонтированных вокруг предплечья. Датчики электромиографии будут обнаруживать сигналы остаточных мышечных моторных нейронов, когда пациент пытается осуществить движение рукой, что может быть использовано для непосредственного управления перчаткой.

"Мы продолжаем тестировать дизайн мягкой роботизированной перчатки на больных, в отношении настройки для конкретных патологий каждого человека и понимания того, чтобы стратегии управления работали лучше - но мы уже видим много захватывающих доказательств полученных из экспериментальных результатов", сказал Уолш. "Текущая цель заключается в уточнении системы, чего в целом достаточно, чтобы мы могли начать судебное разбирательство и технико-экономическое обоснования с несколькими пациентами в конце этого года".

Дизайн перчатки была опубликован в журнале «Robotics» и команда также недавно представила его на Международной конференции по робототехнике и автоматизации в США. В августе перчатки под управлением электромиографии будут представлены на Международной конференции по робототехнике исследований в Сингапуре.

Команда исследователей заинтересована в развитии роботизированных перчаток как реабилитационного инструмента для различных ручных патологий, а также в расширении вспомогательных функций перчаток, которые помогли бы при нарушенных локтевых и плечевых движениях.