"Jeg ønsker å kjøpe en 6 DOF-lastcelle og ble imponert over Sunrise-alternativene med lav profil.”----en rehabiliteringsforskningsekspert
Bildekilde: University of Michigan neurobionics lab
Med fremveksten av kunstig intelligens har forskere i Nord-Amerika og Europa gjort imponerende fremskritt i forskning og utvikling av medisinsk rehabilitering.Blant dem har kunstig intelligente proteser (robotproteser) vakt mye oppmerksomhet.En av nøkkelkomponentene i AI-proteser er kraftkontrollenheten.Den tradisjonelle protesen støtter brukeren på en fast måte, så brukerens andre lemmer og kroppsdeler må ofte samarbeide med den stive protesen for å fullføre handlingen.Ikke bare er evnen til å bevege seg begrenset, men også bevegelsen er ukoordinert.Det er lett å falle og utvikle sekundære komplikasjoner, noe som skaper flere vanskeligheter og utfordringer for pasientene.Til forskjell fra tradisjonelle proteser, kan robotproteser gi brukerne aktiv snarere enn passiv balansestøtte i henhold til endringer i veiforhold og bevegelser, slik at de kan handle mer fritt og forbedre livskvaliteten betraktelig.
Bildekilde: Design og klinisk implementering av et bionisk ben med åpen kildekode, Alejandro F. Azocar.Nature Biomedisinsk ingeniørvolum.
I følge statistikk er det minst 300 000 amputerte i USA.I Kina er det 24,12 millioner fysisk funksjonshemmede mennesker, hvorav 2,26 millioner er amputerte, og bare 39,8 % har blitt utstyrt med proteser.Statistikk fra de siste to årene viser at i Kina er det gjennomsnittlige årlige antallet nye amputasjoner rundt 200 000 på grunn av trafikkulykker, industriulykker, gruveulykker og sykdommer.Antall amputasjoner på grunn av diabetes øker raskt.Lemmerproteser må også skiftes ut når de blir eldre.I tillegg trenger pasienter med muskelsvakhet, muskelatrofi eller hemiplegi medisinske hjelpemidler som eksoskeletons for å hjelpe dem å stå eller bevege seg igjen.Derfor har mer effektive og pålitelige smarte proteser og smarte eksoskjeletter stor markedsetterspørsel og sosial betydning.
Bildekilde: UT Dallas locomotor control systems lab
For å realisere kraftkontrollen til intelligente proteser, trengs 6 DOF-kraftsensorer for å registrere endringer i veiforholdene i sanntid og nøyaktig kontrollere kraftens størrelse.Kompleksiteten til veiforholdene, variasjonen av handlinger og integrasjonsbegrensninger stiller svært høye krav til 6 DOF-kraftsensorer.Ikke bare må den oppfylle rekkeviddekravene til kraft og moment, men også være lett og tynn.Brukere sa at etter undersøkelse fant de ut at på markedet er det bare SRI M35 ultratynne serie 6 DOF kraftsensorer som kan oppfylle alle disse kravene.
M35-serien inkluderer 18 modeller, som alle er mindre enn 1 cm tykke, og den minste er bare 7,5 mm tykk.Vektene er alle mindre enn 0,26 kg, og den letteste er bare 0,01 kg.Ikke-linearitet og hysterese er 1 %, crosstalk mindre enn 3 % og er bygget med stål-på-metallfolie strain gauge-teknologi.Den utmerkede ytelsen til disse tynne, lette, kompakte sensorene kan oppnås på grunn av 30 års designerfaring til SRI, som stammer fra bilsikkerhetsdukken og utvider seg utover.Disse teknologiene brukes nå i forskning og utvikling av intelligente proteser for å eskortere sikkerheten til flere mennesker.
Bildekilde: University of Michigan neurobionics lab, locomotor control systems lab
Dessuten er prisen for SRI-sensorer svært konkurransedyktig sammenlignet med de fra andre store kraftsensorprodusenter.Med sin sterke tekniske styrke og rimelige pris, har det lavmælte SRI-merket blitt spredt fra munn til munn og er dypt elsket av de beste medisinske rehabiliteringsforskningslaboratoriene og robotprotetikkindustrien.I løpet av de siste 7 årene har bionikk- og biomekanikkforskere og ingeniører fra USA, Kina, Canada, Japan, Italia, Spania og andre land brukt SRI ultra-tynne sensorer for innovativ forskning, publisert et stort antall akademiske artikler og oppnådd bemerkelsesverdige framgang.
I neste artikkel vil vi introdusere bruken av SRI M35 ultratynne serier innen medisinsk rehabilitering.Inkludert de siste forskningsresultatene for intelligente proteser og intelligente eksoskjeletter publisert i Nature og IEEE konferansetidsskrifter.Følg med!
Referanse:
1. Pasientpopulasjon og andre estimater av proteser og ortotika i USA, Maurice A. LeBlanc, MS, CP
2. Design og klinisk implementering av et bionisk ben med åpen kildekode, Alejandro F. Azocar.Nature Biomedisinsk ingeniørvolum.
3. Design og validering av en dreiemomenttett, svært tilbakekjørbar drevet kne-ankel-ortose.Hanqi Zhu, 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)