학생들이 뇌졸중 생존자를 위해 로봇 팔을 만들다

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호치민시의 학생 그룹은 뇌졸중 환자의 손 기능을 회복시켜 일상생활의 어려움을 줄이는 데 도움이 되는 로봇 손을 만들었습니다.

호치민시 산업대학의 학생 7명이 만든 이 제품은 11월에 열린 스마트 시티 이니셔티브 경연대회(DigiTrans Smart City)에서 3위를 차지했습니다. 로봇 손은 뇌졸중 환자와 신경 및 근골격계 문제가 있는 사람들의 손의 운동성을 개선하는 데 도움이 됩니다.

그룹 기술 매니저인 Tran Binh Nguyen에 따르면, 현재 시중에 나와 있는 재활 장비는 주로 손 전체의 움켜쥐기 동작을 훈련시키는 데 중점을 두고 있으며, 손가락과 손가락 관절을 훈련하는 데 중점을 둔 제품은 많지 않습니다.

시장을 조사하고, 그룹을 평가하고, 비슷한 제품을 구매하는 데 드는 비용은 유형에 따라 400만~2000만 VND입니다. 연구팀은 다양한 훈련 방식을 갖춘 저렴한 제품을 원했고, 인간의 손과 유사한 작동 메커니즘을 갖춘 자동 작동 외골격 구동 시스템을 개발했다. 이 시스템은 환자가 집에서 연습할 수 있도록 60만~200만 VND의 저렴한 비용으로 제작되었다.

손 프레임은 PLA 바이오플라스틱 소재로 만들어졌으며, 성인 손과 비슷한 관절 크기와 굴곡 각도로 설계되었습니다. 관절의 주요 기능은 각 단계의 치료 계획에 따라 연습할 때 중요한 지점에 적합한 각도를 형성하는 동시에 연습 과정에서 손가락이 틀어지거나 기울어지지 않도록 보장하는 것입니다.

로봇 손이 작동할 때, 크랭크는 운동을 연결봉에 전달하여 메커니즘을 앞으로 밀어내고, 간접적으로 회전하는 관절을 밀어 손가락의 움직임을 생성합니다. 손가락의 움직임을 동기화하기 위해 서보 모터가 골격에 통합되어 있어 잡기나 스트레칭 연습이 더 쉬워졌습니다.

로봇 손, 뇌졸중 환자의 운동 능력 회복 — 그룹의 물리치료 로봇 팔을 소개합니다. 영상 : *연구팀*

제품을 설계하기 위해 연구팀은 실제 환자들에게 필요한 힘을 계산해달라고 요청했습니다. 또한 이 그룹은 각 질병에 대한 치료 요법을 개발하기 위해 손과 재활 의사의 도움을 구했습니다. 이를 통해 제품은 환자에게 맞는 운동 요법을 정확하게 프로그래밍할 수 있습니다.

사용할 때 사용자는 장치를 손에 착용하고 고무 스트랩으로 손가락 끝을 고정합니다. 이 기기에는 운동 기능이 있는 통합 버튼 컨트롤러가 있습니다. 사용자는 스트레칭, 움켜쥐기, 각 손가락 연습 등 각 단계의 치료 방식에 맞춰 개별 모드를 설정하여 환자가 쉽게 사용할 수 있습니다.

적용 가능성을 평가하기 위해 연구팀은 빈즈엉 의 한 병원에서 환자를 대상으로 테스트를 실시했습니다. 환자는 로봇을 이용해 손을 뻗는 데 도움을 받아 손에서 뇌로 피드백을 생성합니다. 하루에 두 번씩, 한 번에 한 시간씩 연습한 후, 한 달간 치료를 받은 환자는 손가락을 약간 움직일 수 있게 되었으며 회복률은 약 30%였습니다. 그 다음 달에 환자는 운동 빈도를 하루 4회로 늘리고 강도도 더 빠르게 했으며, 그 결과 회복률이 60~70%에 달했습니다. 3개월이 되면 환자는 무게가 100g인 물건을 잡을 수 있고, 컵을 들고 물을 마실 수 있습니다.

환자는 그룹 장치를 사용한 후 유리잔을 들고 물을 마실 수 있습니다. 사진: NVCC — 환자는 그룹 장치를 사용한 후 유리잔을 들고 물을 마실 수 있습니다. 사진: *NVCC*

빈 응우옌에 따르면, 이 제품의 한계점은 변속기의 기계적 설계가 최적화되지 않았고, 여전히 부피가 크며, 사용하기 어려울 수 있다는 것입니다. 또한, 제어 시스템도 컴퓨터에서 작동해야 하며, 편의성을 위해 휴대폰 앱을 통한 제어 애플리케이션은 없습니다.

가까운 미래에 이 그룹은 손뿐만 아니라 신체의 다른 움직이는 부분도 운동시킬 수 있는 소형 제품을 생산할 계획입니다. 이를 통해 의사는 환자가 더 빨리 회복할 수 있도록 치료 계획을 개발하는 데 중요한 데이터를 수집할 수 있습니다.

그룹 구성원 대표는 11월 호치민시 하이테크 파크 하이테크 비즈니스 인큐베이터가 주최한 스마트 시티 구축 이니셔티브 경연대회에서 3등을 수상했습니다. 사진: SHTP-IC — 그룹 구성원 대표는 11월 호치민시 하이테크 파크 하이테크 비즈니스 인큐베이터가 주최한 스마트 시티 구축 이니셔티브 대회에서 3등을 수상했습니다. 사진: *SHTP-IC*

호치민시 하이테크 파크 하이테크 비즈니스 인큐베이터 부소장인 콰치 안 센(Quach Anh Sen) 씨는 그룹의 제품이 기술에 대한 투자와 뇌졸중 환자에 대한 높은 적용 잠재력을 보여주며, 최근 몇 년 동안 이러한 투자가 증가하는 조짐을 보이고 있다고 평가했습니다. 그러나 제품을 시장에 출시하려면 기술 최적화 과정과 효과 평가를 위한 대규모 환자 테스트가 필요합니다.

센 씨는 인큐베이터가 자원을 지원하여 제품의 기술을 지속적으로 개선하고 미래에 시장에 출시할 수 있도록 인큐베이션 프로그램에 참여할 프로젝트를 유치하는 것을 고려할 것이라고 말했습니다.

하안

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