更智能更輕的外骨骼提供更好的移動(dòng)治療

在健康技術(shù)領(lǐng)域，可穿戴機(jī)器人是一種可編程設(shè)備，旨在與穿戴者的身體進(jìn)行機(jī)械互動(dòng)。它們有時(shí)也被稱為外骨骼，其目的是為行動(dòng)能力嚴(yán)重受損的人提供運(yùn)動(dòng)功能支持。但外骨骼的市場(chǎng)應(yīng)用受到了一些因素的限制，比如設(shè)備的重量，以及在不平坦的地面上行走或接近障礙物時(shí)對(duì)穿戴者動(dòng)作的不準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。然而，機(jī)器人技術(shù)、材料科學(xué)和人工智能的最新進(jìn)展可能會(huì)使這些移動(dòng)輔助和康復(fù)工具更緊湊、更輕、對(duì)佩戴者更有效。

位于馬德里人類運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的BioMot項(xiàng)目，通過展示個(gè)性化的人體計(jì)算模型可以用于控制可穿戴外骨骼，推動(dòng)了這一新興領(lǐng)域的發(fā)展。該項(xiàng)目由歐盟未來和新興技術(shù)(FET)項(xiàng)目資助，于2016年9月完成，通過增加機(jī)器人和用戶之間的互動(dòng)，通過動(dòng)態(tài)傳感器運(yùn)動(dòng)交互，開發(fā)出具有實(shí)時(shí)適應(yīng)性和靈活性的機(jī)器人。受到生物學(xué)的啟發(fā)，BioMot建筑設(shè)計(jì)模擬了多個(gè)層次的感官信息處理，因此研究人員和開發(fā)人員可以利用相關(guān)的特定運(yùn)動(dòng)來定制運(yùn)動(dòng)控制恢復(fù)。簡(jiǎn)而言之，這意味著外骨骼可以個(gè)性化到個(gè)別用戶。

為了實(shí)現(xiàn)這種新的人機(jī)交互，研究人員開發(fā)了一種利用彈簧模擬人體肌肉生物力學(xué)特性的新型剛性致動(dòng)器?；谠贐IOMOT項(xiàng)目中收集到的關(guān)于致動(dòng)器的知識(shí)，布魯塞爾自由大學(xué)的機(jī)器人和多體力學(xué)研究小組已經(jīng)通過各種衍生計(jì)劃，試圖將這項(xiàng)技術(shù)推向市場(chǎng)。

這一派生項(xiàng)目的一個(gè)例子是智能可穿戴項(xiàng)目，該項(xiàng)目正在進(jìn)一步開發(fā)用于下肢康復(fù)的智能機(jī)器人系統(tǒng)。它使用了之前的致動(dòng)器技術(shù)，帶有一個(gè)與視頻游戲形式的用戶界面相連接的控制和監(jiān)控系統(tǒng)。該集成系統(tǒng)旨在更好地根據(jù)用戶的運(yùn)動(dòng)和需求個(gè)性化設(shè)備。

“智能可穿戴設(shè)備利用了歐洲BioMot項(xiàng)目產(chǎn)生的部分知識(shí)。項(xiàng)目協(xié)調(diào)人Juan C. Moreno教授說:“與在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的Technaid公司一起，CISC神經(jīng)康復(fù)小組正在開發(fā)一個(gè)專門針對(duì)腳踝疾病的機(jī)器人康復(fù)平臺(tái)?！薄斑@個(gè)平臺(tái)將允許編程的主動(dòng)和被動(dòng)練習(xí)，以及允許自由運(yùn)動(dòng)和評(píng)估病人的能力?！痹陧?xiàng)目中，整個(gè)系統(tǒng)將由一個(gè)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)編程和游戲執(zhí)行的軟件來控制，使平臺(tái)更讓患者滿意。”

這款智能可穿戴設(shè)備原型預(yù)計(jì)將于2019年底完成，預(yù)計(jì)將于2020年初實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。未來，更輕、更高效的可穿戴機(jī)器人不僅有可能使醫(yī)療技術(shù)現(xiàn)代化，還可能推動(dòng)一個(gè)全新的歐洲機(jī)器人生態(tài)系統(tǒng)。在需要額外力量和人類靈活性的地方，不難想象一套智能“權(quán)力套裝”如何能讓建筑、安全和應(yīng)急服務(wù)等部門受益。