「6 DOF ロード セルの購入を検討していますが、Sunrise の薄型オプションに感銘を受けました。」----リハビリテーション研究の専門家
画像ソース: ミシガン大学ニューロバイオニクス ラボ
人工知能の台頭により、北米とヨーロッパの研究者は、医療リハビリテーションの研究と開発において目覚ましい進歩を遂げました。その中でも人工知能義肢（ロボット義肢）が注目されています。AI 義足の重要なコンポーネントの 1 つは、力制御ユニットです。従来のプロテーゼは固定された方法でユーザーをサポートしているため、ユーザーの他の手足や体の部分は、多くの場合、アクションを完了するために剛性プロテーゼと協力する必要があります。動く能力が限られているだけでなく、動きが不自然です。転倒して二次合併症を発症しやすく、患者にとってより多くの困難と課題を生み出します。従来の義足とは異なり、ロボット義足は、道路状況や動きの変化に応じて、受動的ではなく能動的なバランスサポートをユーザーに提供できるため、ユーザーはより自由に行動し、生活の質を大幅に向上させることができます。
画像ソース: オープンソースのバイオニック レッグの設計と臨床実装、Alejandro F. Azocar。Nature Biomedical Engineering ボリューム。
統計によると、米国には少なくとも 30 万人の切断者がいます。中国には 2,412 万人の身体障害者がおり、そのうち 226 万人が四肢切断者であり、義肢を装着しているのは 39.8% にすぎません。過去 2 年間の統計によると、中国では、交通事故、産業事故、鉱業事故、病気により、年間平均で約 20 万件の新たな切断が行われています。糖尿病による切断の数は急速に増加しています。義肢も年齢とともに交換が必要です。さらに、筋力低下、筋萎縮、または片麻痺の患者は、再び立ったり動いたりするのに役立つ外骨格などの医療補助も必要です。したがって、より効率的で信頼性の高いスマートな義肢とスマートな外骨格は、大きな市場の需要と社会的意義を持っています。
画像ソース: UT ダラスの自発運動制御システム ラボ
インテリジェント義肢の力制御を実現するには、道路状況の変化をリアルタイムで感知し、力の大きさを正確に制御するために、6 つの DOF 力センサーが必要です。道路状況の複雑さ、行動の多様性、および統合の制約により、6 DOF 力センサーには非常に高い要件が課せられます。力とモーメントの範囲要件を満たすだけでなく、軽量で薄い必要があります。ユーザーによると、調査の結果、市場では SRI M35 超薄型シリーズ 6 DOF 力センサーのみがこれらの要件をすべて満たすことができることがわかりました。
M35シリーズには18モデルがあり、そのすべてが厚さ1cm未満で、最小のものは厚さわずか7.5mmです。重さはすべて0.26kg以下、最軽量はわずか0.01kg。非直線性とヒステリシスは 1%、クロストークは 3% 未満で、スチール オン メタル フォイル ストレイン ゲージ技術で構築されています。これらの薄型、軽量、コンパクトなセンサの優れた性能は、自動車の安全衝突ダミーから始まり、さらに拡大する SRI の 30 年の設計経験のおかげで実現できます。これらの技術は現在、より多くの人々の安全を護衛するためのインテリジェント義肢の研究開発に使用されています。
画像ソース: ミシガン大学のニューロバイオニクス ラボ、自発運動制御システム ラボ
さらに、SRI センサーの価格は、他の主要な力センサー メーカーのものと比較して非常に競争力があります。その強力な技術力と手頃な価格により、控えめな SRI ブランドは口コミで広まり、トップの医療リハビリテーション研究所やロボット義肢業界に深く愛されています。過去 7 年間、米国、中国、カナダ、日本、イタリア、スペインなどのバイオニクスとバイオメカニクスの研究者とエンジニアは、革新的な研究のために SRI 超薄型センサーを使用し、多数の学術論文を発表し、目覚ましい成果を上げてきました。進捗。
次の記事では、SRI M35 超薄型シリーズの医療リハビリテーション分野での応用について紹介します。Nature および IEEE のカンファレンス ジャーナルで発表された、インテリジェントな人工装具とインテリジェントな外骨格の最新の研究結果を含みます。乞うご期待！
参照：
1. 米国における義肢装具の患者数およびその他の推定値、Maurice A. LeBlanc、MS、CP
2. オープンソースのバイオニックレッグの設計と臨床実装、Alejandro F. Azocar。Nature Biomedical Engineering ボリューム。
3. トルク密度が高く、高度にバックドライブ可能な電動膝足首装具の設計と検証。Hanqi Zhu、2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)