ТП ХКМСкелет робота, созданный исследовательской группой SHTP Labs, имеет механизм, похожий на человеческую ногу, и предназначен для физиотерапии людей с инсультами и травмами ног.
Продукт был внедрен 5 учеными из лаборатории точной механики и автоматизации Научно-исследовательского центра Парка высоких технологий Хошимина (SHTP Labs) в сотрудничестве с рядом университетов за последние 3 года. По словам мастера Буй Куанг Винь, руководителя лаборатории точной механики и автоматизации SHTP Labs, скелет робота (экзоскелет) предназначен для того, чтобы помогать людям вставать, садиться и сохранять равновесие при движении по земле. Продукт подходит для людей с травмами ног, людей, перенесших инсульт и занимающихся реабилитационными упражнениями. Обладая способностью помогать, скелет также может помогать людям переносить тяжелые предметы и поддерживать солдат в длительных маршах.
Идея группы возникла из-за того, что представленные на рынке продукты в основном тренируют разные суставы ноги и не являются комплексными для всей ноги. Кроме того, во время тренировок пользователям приходится оставаться на одном месте и они не могут самостоятельно ходить, что легко вызывает скуку и неэффективность. С помощью скелета робота пациенты могут ходить на ногах, что помогает мышцам ног работать и ускоряет выздоровление.
Тестирование реабилитации ног с использованием роботизированного экзоскелета группы. Видео: Исследователи
Скелет робота выполнен преимущественно из алюминиевого материала, весит около 20 кг и имеет возможность увеличивать или уменьшать высоту, чтобы соответствовать высоте ног человека разного возраста и телосложения. На суставах скелета расположены 4 электродвигателя мощностью 400 Вт с редуктором, позволяющим увеличивать или уменьшать скорость, подходящую для различной интенсивности упражнений.
По словам Мастера Винь, двигатель играет очень важную роль, поскольку он должен соответствовать фактору компактности и не застревать во время упражнений, а также эстетичности, но должен иметь большую мощность, чтобы обеспечить несущую способность ног. «В отличие от оборудования для реабилитации рук, скелет робота для тренировки ног должен обеспечивать хороший центр тяжести и не падать во время использования», — сказал он. Чтобы сохранить центр тяжести, команда провела анализ сохранения равновесия и разработала систему поддержки приседания с использованием рамы подлокотников с электрическими цилиндрами. При использовании пациент будет использовать раму подлокотника как способ практиковаться вставать, сидеть и сохранять равновесие при выполнении упражнений для ног.
Источник питания, используемый в системе, включает в себя две литиевые батареи емкостью 2 Ач: одну для скелета робота, одну для рамы подлокотника и схемы управления. Обе системы могут работать одновременно с соединительными кабелями или независимо в зависимости от их предполагаемого использования. Изделие оснащено аварийной кнопкой, которая останавливает все операции системы в случае возникновения ошибки, которая может подвергнуть опасности пользователя во время тренировки.
Команда создает программное обеспечение для управления обучением, используя инструменты моделирования. В процессе выполнения упражнений врачи получают данные об изменении угла наклона сустава ноги, расстоянии на шаг..., что позволяет врачам подобрать упражнения с соответствующей интенсивностью для пациента.
В ближайшем будущем исследовательская группа будет сотрудничать с реабилитационной больницей, чтобы протестировать систему на ряде пациентов и оценить ее эффективность в качестве основы для оптимизации продукта с целью коммерциализации. Команда также планирует разработать датчики, установленные на ногах, для измерения силы упражнений и применить искусственный интеллект для анализа данных о режиме тренировок пациента, чтобы построить более оптимальные упражнения. «Это междисциплинарное направление исследований, поэтому для завершения и воплощения продукта в жизнь требуется участие многих экспертов, особенно агентств здравоохранения», — сказал Мастер Винь.
Конструкция экзоскелета для групповой реабилитации. Изображение: Исследователи
Доцент, доктор Ле Хоай Куок, председатель Ассоциации автоматизации города Хошимина, прокомментировал, что фактически исследования экзоскелетов для ног во Вьетнаме в основном ограничиваются научными темами, без многих коммерческих продуктов и коммерческого практического применения. Он оценил, что экзоскелеты для реабилитации рук и ног имеют разные различия и сложности. Однако система упражнений для ног должна выдерживать вес тела пациента при сидении, стоянии, ходьбе... Это зависит от физического состояния каждого пациента и статуса восстановления, поэтому его необходимо точно рассчитать.
Он сообщил, что исследования группы в настоящее время находятся на ранней стадии. Для коммерциализации необходимо провести испытания на множестве пациентов, оценить их опыт и оптимизировать конструкцию и стоимость, чтобы усовершенствовать продукт с точки зрения технологий и приемлемой цены. «Мы будем поддерживать команду в общении с врачами-реабилитологами и больницами для прохождения тестирования. Для применения продукта ученый — это только тот, кто предоставляет тренажеры, а врач — это тот, кто прописывает режим и условия упражнений для каждого пациента», — сказал доцент Куок.
Ха Ан
