ホーチミン市SHTP Labs の研究チームが作成したロボットの骨格は人間の脚に似た機構を備えており、脳卒中や脚の怪我を負った人々の理学療法に役立っています。
この製品は、ホーチミン市ハイテクパークの研究実装センター (SHTP Labs) の精密機械およびオートメーション研究所の 5 人の科学者によって、過去 3 年間に多くの大学と協力して実装されました。 SHTP Labsの精密機械および自動化研究室の責任者であるMaster Bui Quang Vinh氏によると、ロボットの骨格（外骨格）は、地面を移動する際に人々が立ち上がったり、座ったり、バランスを維持したりするのをサポートすることを目的としているとのことです。この製品は、脚に怪我をしている人、脳卒中を患っている人、リハビリテーションに適しています。補助能力を備えたこの骸骨は、人々が重い物を運んだり、長い行軍の兵士をサポートしたりすることもできます。
このグループのアイデアは、市販されている製品は主に脚のさまざまな関節を訓練するものであり、脚全体を包括するものではないという事実から生まれました。また、運動する場合、ユーザーは一箇所に留まらなければならず、実際に自分で歩くという体験ができないため、飽きやすく、非効率的になってしまいます。ロボットのスケルトンを使用すると、患者は自分の足で歩くことを体験でき、脚の筋肉の働きを助け、回復を促進します。
同グループのロボット外骨格を使用した脚のリハビリテーションのテスト。ビデオ： 研究者
ロボットの骨格は主にアルミニウム素材で作られており、重量は約20kgで、さまざまな年齢や体格の人間の脚の高さに合わせて身長を増減する機能を備えています。骨格の関節には、容量 4 W の電気モーターが 400 つあり、速度を増減するギアボックスが付いており、さまざまな運動強度に適しています。
マスター・ヴィン氏によると、エンジンは非常に重要な役割を果たしている。なぜなら、エンジンはコンパクトであること、運動中に引っかからないこと、見た目の美しさなどの要素を満たさなければならないが、脚の耐荷重を確保するために大容量である必要があるためである。 「手のリハビリテーション機器とは異なり、脚トレーニングロボットのスケルトンは適切な重心を確保し、使用中に落ちないようにする必要があります」と同氏は述べた。重心を維持するためにバランスを保つための解析を行い、電動シリンダーを備えたアームレストフレームを用いた起き上がり支援システムを開発した。アームレスト フレームを使用すると、患者は立ったり座ったり、脚の運動をするときにバランスを保つ練習をする方法としてアームレスト フレームを使用します。
システムに使用される電源には、2Ah リチウム電池 20 個が含まれており、XNUMX つはロボットの骨格用、もう XNUMX つは肘掛けフレームと制御回路用です。 XNUMX つのシステムは、ケーブルを接続して同時に動作することも、用途に応じて独立して動作することもできます。この製品には、運動中にユーザーに危険を及ぼす可能性のあるエラーが発生した場合に、すべてのシステム動作を停止する緊急ボタンが付いています。
チームはシミュレーション ツールを使用してトレーニング管理ソフトウェアを構築します。運動プロセスを通じて、脚の関節の傾斜角度の変化、ステップごとの距離などのデータが提供され、医師は患者に適切な強度の運動を設定できます。
研究チームは近い将来、リハビリテーション病院と協力し、製品最適化の基礎として多くの患者を対象にシステムの有効性を評価し、商品化を目指す。同チームはまた、運動力を測定するために足に取り付けられたセンサーを設計し、人工知能を適用して患者の運動計画からのデータを分析して、より最適な運動を構築することも計画している。 「これは学際的な研究の方向性であるため、製品を完成させて実用化するには、多くの専門家、特に保健機関の参加が必要です」とマスター・ヴィン氏は述べた。
グループリハビリテーション用の外骨格デザイン。画像： 研究者
ホーチミン市オートメーション協会の会長である准教授のレ・ホアイ・クオック博士は、実際、ベトナムにおける脚の外骨格の研究は主に科学的なテーマに留まっており、商業的な実用化はあまりされていないとコメントした。彼は、腕と脚のリハビリテーション用の外骨格にはさまざまな違いと複雑さがあると評価しました。ただし、脚の運動システムは、座る、立つ、歩くなどの患者の体重を支えることができなければなりません...これは各患者の体調や回復状況に依存するため、正確に計算する必要があります。
同氏は、同グループの研究は現在初期段階にあると述べた。製品化するには、多くの患者さんを対象にテストを行い、その経験を評価し、設計とコストを最適化し、技術と適切な価格の面で製品を完成させる必要があります。 「私たちはチームがリハビリテーションの医師や病院と連絡をとり、検査を行えるようサポートしていきます。製品を適用するために、科学者は運動器具を提供するだけであり、医師は各患者の運動療法と条件を処方するのです」とクオック准教授は述べた。
ハアン
