“Quiero comprar una celda de carga de 6 grados de libertad y quedé impresionado con las opciones de perfil bajo de Sunrise.”----un experto en investigación de rehabilitación
Fuente de la imagen: laboratorio de neurobiónica de la Universidad de Michigan
Con el auge de la inteligencia artificial, los investigadores de América del Norte y Europa han logrado avances impresionantes en la investigación y el desarrollo de la rehabilitación médica.Entre ellas, las prótesis con inteligencia artificial (prótesis de robot) han llamado mucho la atención.Uno de los componentes clave de las prótesis de IA es la unidad de control de fuerza.La prótesis tradicional sostiene al usuario de manera fija, por lo que las otras extremidades y partes del cuerpo del usuario a menudo necesitan cooperar con la prótesis rígida para completar la acción.No solo la capacidad de moverse es limitada, sino que también el movimiento es descoordinado.Es fácil caerse y desarrollar complicaciones secundarias, creando más dificultades y desafíos para los pacientes.A diferencia de las prótesis tradicionales, las prótesis robóticas pueden proporcionar a los usuarios un soporte de equilibrio activo en lugar de pasivo según los cambios en las condiciones de la carretera y los movimientos, lo que les permite actuar con mayor libertad y mejorar su calidad de vida en gran medida.
Fuente de la imagen: Diseño e implementación clínica de una pierna biónica de código abierto, Alejandro F. Azocar.Volumen de ingeniería biomédica de la naturaleza.
Según las estadísticas, hay al menos 300.000 amputados en los Estados Unidos.En China hay 24,12 millones de discapacitados físicos, de los cuales 2,26 millones son amputados, y solo al 39,8% se les han colocado prótesis.Las estadísticas de los dos últimos años muestran que en China el promedio anual de nuevas amputaciones es de unas 200.000 debido a accidentes de tráfico, accidentes industriales, accidentes mineros y enfermedades.El número de amputaciones debidas a la diabetes está aumentando rápidamente.Las prótesis también deben reemplazarse a medida que envejecen.Además, los pacientes con debilidad muscular, atrofia muscular o hemiplejía también necesitan ayudas médicas como exoesqueletos para ayudarlos a ponerse de pie o moverse nuevamente.Por lo tanto, las prótesis inteligentes más eficientes y confiables y los exoesqueletos inteligentes tienen una gran demanda en el mercado y una gran importancia social.
Fuente de la imagen: laboratorio de sistemas de control locomotor de UT Dallas
Para realizar el control de fuerza de las prótesis inteligentes, se necesitan 6 sensores de fuerza DOF para detectar cambios en las condiciones de la carretera en tiempo real y controlar con precisión la magnitud de la fuerza.La complejidad de las condiciones de la carretera, la variabilidad de las acciones y las restricciones de integración imponen requisitos muy altos en los sensores de fuerza 6 DOF.No solo debe cumplir con los requisitos de rango de fuerza y momento, sino que también debe ser liviano y delgado.Los usuarios dijeron que después de la investigación, encontraron que, en el mercado, solo los sensores de fuerza de 6 DOF de la serie ultradelgada SRI M35 pueden cumplir con todos estos requisitos.
La serie M35 incluye 18 modelos, todos de menos de 1 cm de grosor, y el más pequeño tiene solo 7,5 mm de grosor.Todos los pesos son inferiores a 0,26 kg, y el más ligero es de solo 0,01 kg.La no linealidad y la histéresis son del 1%, la diafonía es inferior al 3% y están construidos con tecnología de galgas extensométricas de lámina metálica.El excelente rendimiento de estos sensores delgados, livianos y compactos se puede lograr gracias a los 30 años de experiencia en diseño de SRI, que se originó a partir del maniquí de choque de seguridad del automóvil y se expandió más allá.Estas tecnologías ahora se están utilizando en la investigación y el desarrollo de prótesis inteligentes para proteger la seguridad de más personas.
Fuente de la imagen: laboratorio de neurobiónica de la Universidad de Michigan, laboratorio de sistemas de control locomotor
Además, el precio de los sensores SRI es muy competitivo en comparación con los de otros fabricantes importantes de sensores de fuerza.Con su gran fuerza técnica y precio asequible, la discreta marca SRI se ha difundido de boca en boca y es muy querida por los principales laboratorios de investigación de rehabilitación médica y la industria de prótesis robótica.En los últimos 7 años, investigadores e ingenieros en biónica y biomecánica de los Estados Unidos, China, Canadá, Japón, Italia, España y otros países han utilizado sensores ultradelgados SRI para investigaciones innovadoras, han publicado una gran cantidad de artículos académicos y han logrado resultados notables. Progreso.
En el próximo artículo, presentaremos la aplicación de la serie ultrafina SRI M35 en el campo de la rehabilitación médica.Incluyendo los últimos resultados de investigación de prótesis inteligentes y exoesqueletos inteligentes publicados en las revistas de conferencias Nature e IEEE.¡Manténganse al tanto!
Referencia:
1. Población de pacientes y otras estimaciones de prótesis y ortesis en los EE. UU., Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Diseño e implementación clínica de una pierna biónica de código abierto, Alejandro F. Azocar.Volumen de ingeniería biomédica de la naturaleza.
3. Diseño y validación de una órtesis motorizada de rodilla-tobillo denso torque y altamente retroactiva.Hanqi Zhu, Conferencia internacional IEEE sobre robótica y automatización (ICRA) de 2017