世界中で 1,500 万人が脊髄損傷により日常生活に支障をきたしていますが、テクノロジーによって自立への新たな道が開かれています。
バークレー大学のエンジニアチームが、脳卒中を患った人々の生活を根本的に変える可能性のある装置を開発した。 脊椎損傷それは呼ばれています バックグラスパー 手の甲にロボットの指を配置し、大きく重い物を掴む能力を回復します。
脊髄損傷に関する新たな視点
C5とC7の頸部レベルの脊髄損傷は、 可動性 上肢の。指や手首を自発的に曲げる能力が失われると、大きな物や重い物を掴むことが特に困難になります。研究グループのエンジニア 具現化された器用さ 彼らはこの課題にまったく革新的なアプローチで取り組むことを決意しました。
彼らのデバイスは、手の自然な握りを再現しようとするものではなく、物体とやりとりするまったく新しい方法を活用しています。この設計選択は、研究で実証されているように、特に効果的であることが証明されています。 最近公開された 雑誌の中で IEEE 神経システムとリハビリテーション工学に関する論文.
成功の鍵は、脊髄損傷患者の残存機能、特に多くの場合は損傷を受けない手首の伸展を活用できるデバイスの能力にあります。
効果的な把持のための人間とロボットのコラボレーション
背部把持器の最も興味深い特徴の一つは、 協力的なグリップ。准教授は次のように説明する。 ハンナ・スチュアート前述のように、この装置は患者の残存能力と相乗的に機能するように設計されています。
四肢麻痺の人は、手首を後ろに伸ばす能力は保持しているものの、前に曲げることができないことがよくあります。私たちは、握ることを可能にすることでこの機能を強化したいと考えましたが、その際に人がジェスチャーに積極的に参加できるようにしたいと考えました。
手の甲に配置されたロボットの指は、残存する自然な動きを妨げないシステムを構築します。このアプローチは、患者の指に装着するロボットデバイスに特有の矛盾を回避します。ロボットデバイスでは、人間の意図とロボットの意図の間に「矛盾」の緊張が生じることがよくあります。
脊髄損傷における把持空間の拡大
博士課程の学生 アンドリューマクファーソンこの装置の開発に貢献した氏は、Dorsal Grasper のもう一つの大きな利点を強調しました。車椅子をご利用の方は、 カウンターや冷蔵庫などの表面に正面から手を伸ばして物を掴むのは難しい場合があります。 椅子の脚が重いためです。
このデバイスの独自の構成により、身体を回転させることなく（車椅子でバランスを崩す可能性のある動き）、腕が届くほぼあらゆる場所で物をつかむことができます。この機能により、 作業スペース ユーザーがアクセスできます。
直感的なコントロールと素早い応答
博士研究員 イ・ジョンピョ 同氏は、実験室でのテストでこの装置の制御が極めて直感的であることが実証されたと強調した。患者が日常的に行う手首の伸展動作を利用できるため、手術は自然かつ即時に行えます。
人間はアクティブなパートナーとして、ロボットの指と手首の伸展を制御します。ロボットの指の力が重い物を掴むのに十分でない場合は、手首をさらに伸ばして握力を高めることができます。
ユーザーとデバイス間の直接的な連携により、特にオブジェクトをリリースするときに、完全なロボット システムよりも高速な応答が可能になります。
背側把持器の将来
チームはすでに、家庭での使用に特化して設計されたデバイスのバージョンに取り組んでいます。 この新しいバージョンは完全に自律的であり、モーターとバッテリーが手首に統合されています。 主な課題は、実験室の管理された環境よりも予測が難しい日常的な使用に耐えられるほど堅牢にすることです。
バークレー チームの補助装置の設計アプローチは、技術的な機能性だけでなく、実用的な使いやすさと社会的受容性も考慮することの重要性を示しています。マクファーソン氏が指摘したように、補助装置の成功は技術的な有効性だけでなく、ユーザーの日常生活に自然に統合できるかどうかにも左右されます。
