Blød robothandske kunne sætte dagliglivet inden for patientens greb

Ingeniører på Harvard har udviklet en blød robothandske, der gør det muligt for personer med begrænset håndbevægelse at gribe og samle genstande op. Enheden kan hjælpe de anslåede 6,8 millioner mennesker i USA, der har problemer med håndbevægelser, uanset om de skyldes en degenerativ tilstand, slagtilfælde eller alderdom.

Denne robothandske er blødere og mere let end tilgængelig hjælpeteknologi til hænderne.

Ni patienter med ALS, muskeldystrofi, ufuldstændige rygmarvsskader eller komplikationer fra et slagtilfælde har hidtil testet handsken.

Målet er at genoprette uafhængighed for mennesker, der har mistet evnen til at forstå, siger Conor Walsh, professor ved Harvards Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering. Projektet blev ledet af Panagiotis Polygerinos, en teknologiudviklingsstipendiat i Walshs laboratorium. Walsh mener, at handsken inden for tre år vil være egnet til brug i det medicinske miljø.

For håndmobilitetsbesvær kan eksisterende robotter med hårde exoskeletter fungere som hjælpemidler og guide patienter gennem rehabiliteringsøvelser. Men en blød robothandske tilpasser sig mere fleksibelt til en patients led, spiller godt med blødt væv som menneskehud, og da den er meget lettere, kan den i sidste ende tages med hjem i stedet for at blive begrænset til brug på en klinik.

Handsken kunne give patienterne den fingerfærdighed, de har brug for til at udføre væsentlige aktiviteter i det daglige liv, siger Steve Kelly, præsident og COO for Myomo, en udvikler af hjælperobotter til arm og hånd, som ikke var involveret i projektet.

Handsken er mekanisk programmeret til at udføre en enkelt opgave, udført med en bøjelig bevægelse af fingrene og en bøje- og vridningsbevægelse af tommelfingeren. Fingrene er i det væsentlige silikoneballoner - lyserøde, gummiagtige ting - med gule fibre på kryds og tværs indeni. Når trykvand pumpes ind i handsken fra en påsat taljepakke, forhindrer fibrene ballonen i at udvide sig, så deres arrangement programmerer fingeren til at bøje på en bestemt måde. For eksempel er der færre fibre ved knoerne, hvilket får fingeren til at bøje sig der.

Handsken hjælper en patient med muskelsvind med at samle genstande op, som hun har kæmpet for at samle op før.

Polygerinos lad mig prøve det. Ydersiden af ​​handsken er lavet af et blødt neopren-lignende stof, fingrene dækket af en ormelignende serie af klare gummiagtige ringe for greb. Jeg stak min venstre hånd ind i handsken, og han drejede på kontakterne. Motoren summede som en båndsliber, og uden hjælp fra mig krøllede mine fingre og tommelfinger sammen i en gribende bevægelse. Det føltes som om en andens hånd var under min – en stærkere, der bevægede mine fingre for mig. Handsken er skræddersyet til at passe til en patients hånd, så leddene flugter korrekt, og denne handske var lidt for stor til mig, men alligevel føltes den behagelig.

Det er virkelig simpelt, for alt hvad du gør er at presse det, og du får denne dejlige komplekse bevægelse, siger Walsh. Ulempen er, at det er den ene bevægelse hele tiden.

Selvom det er en begrænsning, er greb ekstremt vigtigt, og mange patienter har brug for hjælp til det, siger MIT-professor Neville Hogan, der skaber robotter til at rehabilitere patienter med slagtilfælde. De fleste neurologiske lidelser forårsager muskelsvaghed, hvilket fører til nedsat grebsstyrke, siger han. Men slagtilfældepatienters håndmuskler er ofte sammenspændte som standard, så Hogan siger, at de ofte har de største problemer med at åbne deres hænder. Holdet siger, at handsken i øjeblikket ikke har nok kraft til at åbne hånden, hvis musklerne er knyttet, men de håber at tilføje den funktionalitet i fremtiden.

De ønsker også at gøre enheden lettere. Handsken vejer 10 ounce, og taljepakken, der indeholder batteri, controllere, sensorer, pumpe og vand vejer omkring syv pund (dobbelt vægten af ​​en 13-tommer MacBook Pro).

Handsken betjenes enten ved at dreje på en kontakt eller ved stemmekommando. Næste skridt er at designe en handske, der kan bevæge sig, når den registrerer signaler i patientens egne armmuskler, så patienterne kan styre den mere intuitivt. Det er vanskeligt at designe et sådant kontrolsystem. Selv patienter med samme tilstand har individuel variation, og patienter har gode dage og dårlige dage. Så du kan gå en dag og prøve dine elektroder – signalerne er perfekte, du kan betjene handsken. Du går to dage senere, der er noget galt, og du får ikke de samme signaler igen, siger Polygerinos.

Kelly mener, at kontrolmekanismen vil være nøglen. Den, der har den bedste kontrol, vil have den bedste kommercielle løsning, siger han. Det er nok rimeligt i den femårige tidsramme at kunne få dette som en handicappet, vurderer han.

Adspurgt om han kan huske det bedste, en patient har sagt, da han prøvede handsken, ser Polygerinos betænksom ud, og så lyser hans ansigt op. Åh gud, jeg kan knibe igen!

skjule