211service.com
Zachte robothandschoen kan het dagelijkse leven binnen de greep van de patiënt brengen
Ingenieurs van Harvard hebben een zachte robothandschoen ontwikkeld waarmee mensen met beperkte handmobiliteit objecten kunnen vastpakken en oppakken. Het apparaat zou de naar schatting 6,8 miljoen mensen in de Verenigde Staten kunnen helpen die problemen hebben met handmobiliteit, of het nu gaat om een degeneratieve aandoening, een beroerte of ouderdom.
Deze robothandschoen is zachter en lichter dan de beschikbare ondersteunende technologie voor de handen.
Negen patiënten met ALS, spierdystrofie, onvolledige ruggenmergletsels of complicaties door een beroerte hebben de handschoen tot nu toe getest.
Het doel is om de onafhankelijkheid te herstellen van mensen die het vermogen om te begrijpen zijn kwijtgeraakt, zegt Conor Walsh, een professor aan het Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering van Harvard. Het project werd geleid door Panagiotis Polygerinos, een fellow voor technologieontwikkeling in het laboratorium van Walsh. Walsh denkt dat de handschoen binnen drie jaar geschikt zal zijn voor gebruik in de medische omgeving.
Voor problemen met handmobiliteit kunnen bestaande robots met harde exoskeletten fungeren als hulpmiddelen en patiënten begeleiden bij revalidatieoefeningen. Maar een zachte robothandschoen sluit flexibeler aan op de gewrichten van een patiënt, speelt prettig met zacht weefsel zoals de menselijke huid en kan, omdat hij veel lichter is, uiteindelijk mee naar huis worden genomen in plaats van beperkt te blijven tot gebruik in een kliniek.
De handschoen zou patiënten de behendigheid kunnen geven die ze nodig hebben om essentiële activiteiten van het dagelijks leven uit te voeren, zegt Steve Kelly, president en COO van Myomo, een ontwikkelaar van ondersteunende robotapparaten voor arm en hand, die niet bij het project betrokken was.
De handschoen is mechanisch geprogrammeerd om een enkele taak uit te voeren, uitgevoerd met een buigende beweging van de vingers en een buigende en draaiende beweging van de duim. De vingers zijn in wezen siliconenballonnen - roze, rubberachtige dingen - met gele vezels aan de binnenkant gekruist. Wanneer water onder druk in de handschoen wordt gepompt vanuit een bevestigd heuptasje, zorgen de vezels ervoor dat de ballon niet uitzet, dus hun plaatsing programmeert de vinger om op een bepaalde manier te buigen. Er zijn bijvoorbeeld minder vezels bij de knokkels, waardoor de vinger daar buigt.
De handschoen helpt een patiënt met spierdystrofie om voorwerpen op te pakken die ze eerder moeilijk kon oppakken.
Polygerinos laat me het uitproberen. De buitenkant van de handschoen is gemaakt van een zachte neopreenachtige stof, de vingers bedekt met een wormachtige reeks doorzichtige rubberen ringen voor grip. Ik stak mijn linkerhand in de handschoen en hij zette de schakelaars om. De motor zoemde als een bandschuurmachine en zonder enige hulp van mij krulden mijn vingers en duim samen in een grijpende beweging. Het voelde alsof de hand van iemand anders onder de mijne lag - iemand sterker, die mijn vingers voor me bewoog. De handschoen is aangepast aan de hand van een patiënt, zodat de gewrichten goed op één lijn liggen, en deze handschoen was een beetje te groot voor mij, maar toch voelde hij comfortabel aan.
Het is heel eenvoudig, want je hoeft het alleen maar onder druk te zetten en je krijgt deze mooie complexe beweging, zegt Walsh. Het nadeel is dat het altijd die ene beweging is.
Hoewel dat een beperking is, is grijpen uiterst belangrijk en veel patiënten hebben daarbij hulp nodig, zegt MIT-professor Neville Hogan, die robots maakt om patiënten met een beroerte te rehabiliteren. De meeste neurologische aandoeningen veroorzaken spierzwakte, wat leidt tot verminderde grijpkracht, zegt hij. De handspieren van patiënten met een beroerte zijn echter vaak standaard gebald, dus Hogan zegt dat ze vaak de meeste moeite hebben om hun handen te openen. Het team zegt dat de handschoen momenteel niet genoeg kracht heeft om de hand te openen als de spieren gebald zijn, maar ze hopen die functionaliteit in de toekomst toe te voegen.
Ook willen ze het toestel lichter maken. De handschoen weegt 10 ons en het heuptasje met de batterij, controllers, sensoren, pomp en water weegt ongeveer zeven pond (twee keer het gewicht van een 13-inch MacBook Pro).
De handschoen wordt bediend door een schakelaar om te draaien of door een spraakopdracht. De volgende stap is het ontwerpen van een handschoen die kan bewegen wanneer hij signalen in de eigen armspieren van de patiënt detecteert, zodat patiënten deze intuïtiever kunnen bedienen. Het ontwerpen van zo'n besturingssysteem is lastig. Zelfs patiënten met dezelfde aandoening hebben individuele variatie, en patiënten hebben goede en slechte dagen. Dus je kunt op een dag je elektroden proberen - de signalen zijn perfect, je kunt de handschoen bedienen. Je gaat twee dagen later, er is iets mis en je krijgt niet meer dezelfde signalen, zegt Polygerinos.
Kelly denkt dat het controlemechanisme de sleutel zal zijn. Wie de beste controle heeft, heeft de beste commerciële oplossing, zegt hij. Het is waarschijnlijk redelijk in het tijdsbestek van vijf jaar om dit als een gehandicapt persoon te kunnen krijgen, schat hij.
Op de vraag of hij zich het beste kan herinneren wat een patiënt heeft gezegd toen hij de handschoen probeerde, kijkt Polygerinos nadenkend, en dan licht zijn gezicht op. Oh mijn God, ik kan weer knijpen!