Pesquisa e desenvolvimento da Guangxi Dynasty Medical em reabilitação de mãos e equipamentos auxiliares de preensão
A reabilitação da mão e os dispositivos auxiliares de preensão são tópicos de interesse significativo na área médica atual.A funcionalidade das mãos é crucial no dia a dia das pessoas.No entanto, fatores como acidente vascular cerebral, lesão na medula espinhal, danos nos nervos, doença de Parkinson e distrofia muscular podem levar a deficiências na função das mãos.Além disso, acidentes como acidentes de carro ou lesões no local de trabalho também podem causar disfunção nas mãos.Para os pacientes, o treinamento de reabilitação é um método fundamental para restaurar a função da mão.No entanto, o equipamento tradicional de reabilitação e a terapia de aconselhamento individual muitas vezes não podem garantir que os pacientes recebam formação suficiente eintensidade de reabilitação.
Desenvolvimento de Dispositivos de Reabilitação
Nas últimas décadas, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia robótica, os robôs tornaram-se uma parte indispensável doprocesso de treinamento de reabilitação.Atualmente, a pesquisa concentra-se principalmente em dois tipos de dispositivos de reabilitação: exoesqueletos rígidos de mão e luvas macias de apoio.Os robôs rígidos tradicionais, normalmente acionados por motores elétricos, possuem projetos mecânicos complexos e maior peso, o que pode causar desconforto e riscos potenciais para os pacientes.Em contraste, luvas de reabilitação macias e usáveis, feitas de materiais flexíveis e acionadas principalmente por cabos, materiais inteligentes ou atuadores pneumáticos/hidráulicos, fornecem uma estrutura flexível e sem juntas para a mão, tornando-as mais confortáveis e seguras.Luvas de reabilitação macias têm muitas vantagens, como leveza, portabilidade, alta relação potência/peso, baixo custo e excelente interação homem-máquina, tornando-as mais adequadas e promissoras para treinamento de reabilitação de mãos do que suas contrapartes rígidas.O uso de luvas macias de reabilitação pode trazer efeitos positivos, ajudando a melhorar a saúde dos pacientestratamento de reabilitação de mãos, reduzir os seus encargos económicos e ajudá-los a regressar à sociedade e à vida familiar o mais rapidamente possível.
Avanços tecnológicos
No desenvolvimento de luvas de reabilitação macias, a inspiração da biomimética levou à integração de estruturas articulares macias baseadas em materiais de tecido compósito em designs de luvas.Utilizando a tecnologia de impressão 3D, podem ser fabricadas luvas leves e macias, capazes de dobrar e esticar.Além disso, técnicas de aprendizagem profunda podem ser empregadas para estimativa de posição e controle de luvas macias.Além disso, foi proposto o conceito de luvas de force feedback para gerar sinais táteis, tornando as tarefas remotas ou virtuais mais tangíveis e controláveis.
Tipos de drives Soft Robotics
Os acionamentos robóticos suaves incluem principalmente acionamentos pneumáticos/hidráulicos, acionamentos de cabos/tendões e outros acionamentos de materiais inteligentes.Para luvas macias pneumáticas ou hidráulicas, polímeros ou materiais de tecido são normalmente usados para fabricar câmaras incorporadas, que podem gerar os movimentos desejados, como flexão e alongamento quando pressurizados.Nos últimos anos, algumas equipes começaram a explorar diversas luvas macias para treinamento de reabilitação de mãos.Entre eles, oDinastia Guangxi MédicaA equipe projetou uma luva macia e usável usando câmaras elásticas e materiais reforçados com fibra.Esta luva pode produzir várias trajetórias, como dobrar, torcer e esticar sob pressão de líquido.Além disso, eles desenvolveram e produziram múltiplas luvas macias de treinamento de reabilitação robótica usando principalmente materiais de tecido, auxiliando pacientes com lesões nas mãos no treinamento de reabilitação e na vida diária.Estas luvas de reabilitação de função manual fornecem modos de movimento bidirecionais, incluindo flexão e extensão ativa dos dedos, e aumentam os ângulos de flexão através de câmaras dobráveis envolvidas internamente.Para melhorar ainda mais o desempenho sensorial, o uso do material PDMS na pele de luvas macias pode ser considerado devido ao seu conveniente ajuste de propriedades elétricas.
Avanços na assistência ao polegar
Apesar destas conquistas, a investigação sobre luvas macias concentrou-se principalmente na flexão e extensão dos cinco dedos, com relativamente menos estudos sobre assistência à abdução do polegar.Portanto, nosso foco está no design da assistência à abdução do polegar.Desenvolvemos um sistema de controle de hardware e interfaces de interação homem-máquina para luvas de reabilitação macias e implementamos algoritmos de controle PID mistos de força/posição.Finalmente, conduzimos experimentos para avaliar o desempenho de luvas macias de reabilitação em termos de faixa de treinamento de reabilitação e capacidade precisa de preensão.Os resultados experimentais indicam que o soft propostoluvas de reabilitaçãoter boa flexibilidade e adaptabilidade, auxiliando efetivamente os pacientes emtreinamento de reabilitaçãoe proporcionando assistência na preensão, melhorando assim sua vida diária.
Direções futuras
Olhando para o futuro, vários aspectos fundamentais precisam de ser mais explorados para o desenvolvimento futuro daluvas macias de reabilitação.Em primeiro lugar, o design das luvas de reabilitação macias precisa de ser ainda mais otimizado para alcançar melhor conforto e adaptabilidade.Isso inclui seleção de materiais, projeto estrutural e melhoria de sistemas de acionamento mecânico.Em particular, as melhorias nas estruturas articulares moles e na amplitude de movimento ajudarão a melhorar a flexibilidade e a funcionalidade das luvas.
Em segundo lugar, o sistema de controlo das luvas macias de reabilitação também necessita de melhoria contínua.Algoritmos de controle avançados e tecnologias de detecção podem permitir monitoramento e controle precisos dos movimentos das mãos, melhorando assim a eficácia e a personalização do treinamento de reabilitação.Além disso, o design das interfaces de interação homem-máquina precisa ser mais fácil de usar e intuitivo para garantir que os pacientes possam utilizá-las e dominá-las facilmente.
Além disso, os cenários de aplicação de luvas macias de reabilitação no processo de treinamento em reabilitação também necessitam de mais pesquisas.Além do treinamento de reabilitação para doenças ou lesões específicas, explorar as funções auxiliares das luvas na vida diária, como auxiliar na preensão e operação de dispositivos domésticos, ajudará a melhorar a qualidade de vida e a autonomia dos pacientes.
Além disso, a relação custo-eficácia das luvas macias de reabilitação também é um factor importante a considerar.Ao adotar materiais de baixo custo, simplificar os processos de fabrico e aumentar a produção, o custo de fabrico das luvas pode ser reduzido, tornando-as mais amplamente disponíveis e acessíveis.
Em conclusão, as luvas macias de reabilitação, como dispositivos inovadores de assistência à reabilitação, têm um enorme potencial para ajudarpacientes recuperam função da mãoe melhorar sua qualidade de vida.No entanto, são necessários mais investigação e desenvolvimento para enfrentar os desafios actuais e melhorar continuamente o seu desempenho e eficácia.Com o avanço contínuo da tecnologia e pesquisas aprofundadas, as luvas macias de reabilitação trarão esperança e conveniência a mais pacientes que necessitam de treinamento de reabilitação e preensão assistida.
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Horário da postagem: 18 de fevereiro de 2024