“Ik ben op zoek naar een loadcell met 6 DOF en was onder de indruk van de low-profile opties van Sunrise.”---- een expert op het gebied van rehabilitatieonderzoek
Afbeeldingsbron: neurobionics lab van de Universiteit van Michigan
Met de opkomst van kunstmatige intelligentie hebben onderzoekers in Noord-Amerika en Europa indrukwekkende vooruitgang geboekt in het onderzoek naar en de ontwikkeling van medische revalidatie.Onder hen hebben kunstmatig intelligente prothesen (robotprothesen) veel aandacht gekregen.Een van de belangrijkste componenten van AI-prothesen is de krachtcontrole-eenheid.De traditionele prothese ondersteunt de gebruiker op een vaste manier, dus de andere ledematen en lichaamsdelen van de gebruiker moeten vaak samenwerken met de stijve prothese om de actie te voltooien.Niet alleen is het vermogen om te bewegen beperkt, maar ook de beweging is ongecoördineerd.Het is gemakkelijk om te vallen en secundaire complicaties te ontwikkelen, waardoor patiënten meer moeilijkheden en uitdagingen krijgen.Anders dan traditionele protheses, kunnen robotprotheses gebruikers actieve in plaats van passieve evenwichtsondersteuning bieden, afhankelijk van veranderingen in de wegomstandigheden en bewegingen, waardoor ze vrijer kunnen handelen en hun kwaliteit van leven aanzienlijk kan verbeteren.
Afbeeldingsbron: ontwerp en klinische implementatie van een open-source bionisch been, Alejandro F. Azocar.Volume Biomedische technologie in de natuur.
Volgens de statistieken zijn er in de VS minstens 300.000 geamputeerden.In China zijn er 24,12 miljoen lichamelijk gehandicapten, waarvan 2,26 miljoen geamputeerden, en slechts 39,8% heeft een prothese gekregen.Statistieken van de afgelopen twee jaar tonen aan dat in China het gemiddelde jaarlijkse aantal nieuwe amputaties ongeveer 200.000 bedraagt als gevolg van verkeersongevallen, arbeidsongevallen, mijnongevallen en ziektes.Het aantal amputaties als gevolg van diabetes neemt snel toe.Prothetische ledematen moeten ook worden vervangen naarmate ze ouder worden.Daarnaast hebben patiënten met spierzwakte, spieratrofie of hemiplegie ook medische hulpmiddelen zoals exoskeletten nodig om te kunnen staan of weer te kunnen bewegen.Efficiëntere en betrouwbaardere slimme protheses en slimme exoskeletten hebben daarom een grote marktvraag en maatschappelijke betekenis.
Afbeeldingsbron: UT Dallas locomotor control systems lab
Om de krachtcontrole van intelligente protheses te realiseren, zijn 6 DOF-krachtsensoren nodig om veranderingen in de wegomstandigheden in realtime waar te nemen en de grootte van de kracht nauwkeurig te regelen.De complexiteit van de wegomstandigheden, de variabiliteit van acties en integratiebeperkingen stellen zeer hoge eisen aan 6 DOF-krachtsensoren.Het moet niet alleen voldoen aan de bereikvereisten van kracht en moment, maar ook licht en dun zijn.Gebruikers zeiden dat ze na onderzoek ontdekten dat alleen SRI M35 ultradunne serie 6 DOF-krachtsensoren op de markt aan al deze eisen kunnen voldoen.
De M35-serie omvat 18 modellen, die allemaal minder dan 1 cm dik zijn, en de kleinste is slechts 7,5 mm dik.De gewichten zijn allemaal minder dan 0,26 kg en de lichtste is slechts 0,01 kg.Niet-lineariteit en hysteresis is 1%, overspraak minder dan 3% en zijn gebouwd met staal op metaalfolie-rekstrooktechnologie.De uitstekende prestaties van deze dunne, lichte, compacte sensoren kunnen worden bereikt dankzij de 30 jaar ontwerpervaring van SRI, die voortkwam uit de crashdummy voor auto's en zich verder uitbreidde.Deze technologieën worden nu gebruikt bij het onderzoek naar en de ontwikkeling van intelligente protheses om de veiligheid van meer mensen te waarborgen.
Afbeeldingsbron: neurobionics lab van de Universiteit van Michigan, lab voor locomotorische controlesystemen
Bovendien is de prijs voor SRI-sensoren zeer concurrerend in vergelijking met die van andere grote fabrikanten van krachtsensoren.Met zijn sterke technische kracht en betaalbare prijs, is het ingehouden SRI-merk via mond-tot-mondreclame verspreid en zeer geliefd bij de beste onderzoekslaboratoria voor medische revalidatie en robotprothese-industrie.In de afgelopen 7 jaar hebben onderzoekers en ingenieurs op het gebied van bionica en biomechanica uit de Verenigde Staten, China, Canada, Japan, Italië, Spanje en andere landen ultradunne SRI-sensoren gebruikt voor innovatief onderzoek, een groot aantal academische papers gepubliceerd en opmerkelijke resultaten behaald voortgang.
In het volgende artikel introduceren we de toepassing van de ultradunne SRI M35-serie op het gebied van medische revalidatie.Inclusief de nieuwste onderzoeksresultaten van intelligente protheses en intelligente exoskeletten gepubliceerd in Nature en IEEE-conferentietijdschriften.Blijf kijken!
Referentie:
1. Patiëntenpopulatie en andere schattingen van protheses en orthesen in de VS, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Ontwerp en klinische implementatie van een open-source bionisch been, Alejandro F. Azocar.Volume Biomedische technologie in de natuur.
3. Ontwerp en validatie van een Torque Dense, sterk naar achteren aandrijfbare aangedreven knie-enkelorthese.Hanqi Zhu, 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)