Ricerca e sviluppo di Guangxi Dynasty Medical nella riabilitazione delle mani e nelle attrezzature per la presa assistita
La riabilitazione della mano e i dispositivi di presa assistita sono argomenti di notevole interesse nel campo medico attuale.La funzionalità delle mani è fondamentale nella vita quotidiana delle persone.Tuttavia, fattori come ictus, lesioni del midollo spinale, danni ai nervi, morbo di Parkinson e distrofia muscolare possono portare a menomazioni nella funzione della mano.Inoltre, anche incidenti come incidenti stradali o infortuni sul lavoro possono causare disfunzioni alle mani.Per i pazienti, l’allenamento riabilitativo è un metodo chiave per ripristinare la funzione della mano.Tuttavia, le attrezzature riabilitative tradizionali e la terapia di consulenza individuale spesso non possono garantire che i pazienti ricevano una formazione sufficienteintensità della riabilitazione.
Sviluppo di dispositivi per la riabilitazione
Negli ultimi decenni, con il continuo sviluppo della tecnologia robotica, i robot sono diventati una parte indispensabile dell’economiaprocesso di formazione riabilitativa.Attualmente, la ricerca si concentra principalmente su due tipi di dispositivi riabilitativi: esoscheletri rigidi per le mani e guanti assistivi morbidi.I tradizionali robot rigidi, tipicamente azionati da motori elettrici, hanno progetti meccanici complessi e un peso maggiore, che possono comportare disagio e potenziali rischi per i pazienti.Al contrario, i guanti riabilitativi morbidi e indossabili, realizzati con materiali flessibili e azionati principalmente da cavi, materiali intelligenti o attuatori pneumatici/idraulici, forniscono una struttura flessibile e senza giunture per la mano, rendendoli più comodi e sicuri.I guanti riabilitativi morbidi presentano molti vantaggi, come leggerezza, portabilità, elevato rapporto peso/potenza, basso costo ed eccellente interazione uomo-macchina, che li rendono più adatti e promettenti per l'allenamento riabilitativo della mano rispetto ai loro omologhi rigidi.L'uso di guanti riabilitativi morbidi può portare effetti positivi, aiutando a migliorare la salute dei pazienti.trattamento riabilitativo della mano, ridurre il loro peso economico e aiutarli a rientrare nella società e nella vita familiare il più presto possibile.
Progressi tecnologici
Nello sviluppo di guanti riabilitativi morbidi, l'ispirazione dalla biomimetica ha portato all'integrazione di strutture articolari morbide basate su materiali tessili compositi nei design dei guanti.Utilizzando la tecnologia di stampa 3D, è possibile produrre guanti morbidi e leggeri in grado di piegarsi e allungarsi.Inoltre, è possibile utilizzare tecniche di deep learning per la stima della posizione e il controllo dei guanti morbidi.Inoltre, è stato proposto il concetto di guanti con feedback di forza per generare segnali tattili, rendendo le attività remote o virtuali più tangibili e controllabili.
Tipi di azionamenti per robotica morbida
Le trasmissioni robotiche morbide includono principalmente trasmissioni pneumatiche/idrauliche, trasmissioni a cavi/tendini e altre trasmissioni di materiali intelligenti.Per i guanti morbidi indossabili ad azionamento pneumatico o idraulico, vengono generalmente utilizzati polimeri o materiali in tessuto per produrre camere integrate, che possono generare i movimenti desiderati come la flessione e l'allungamento quando pressurizzati.Negli ultimi anni, alcune squadre hanno iniziato a esplorare vari guanti morbidi per l’allenamento nella riabilitazione delle mani.Tra questi, ilMedicina della dinastia Guangxiteam ha progettato un guanto morbido e indossabile utilizzando camere elastiche e materiali rinforzati con fibre.Questo guanto può produrre varie traiettorie come flessione, torsione e allungamento sotto pressione del liquido.Inoltre, hanno sviluppato e prodotto molteplici guanti morbidi per l'allenamento riabilitativo robotico utilizzando principalmente materiali in tessuto, assistendo i pazienti con lesioni alle mani nell'allenamento riabilitativo e nella vita quotidiana.Questi guanti per la riabilitazione delle funzioni manuali forniscono modalità di movimento bidirezionali, tra cui la flessione e l'estensione attiva delle dita, e aumentano gli angoli di piegatura attraverso camere di piegatura avvolte internamente.Per migliorare ulteriormente le prestazioni sensoriali, si può prendere in considerazione l'uso del materiale PDMS sulla pelle dei guanti morbidi grazie alla sua comoda regolazione delle proprietà elettriche.
Progressi nell'assistenza al pollice
Nonostante questi risultati, la ricerca sui guanti morbidi da indossare si è concentrata principalmente sulla flessione e sull’estensione delle cinque dita, con relativamente meno studi sull’assistenza all’abduzione del pollice.Pertanto, il nostro focus è nella progettazione dell'assistenza per l'abduzione del pollice.Abbiamo sviluppato un sistema di controllo hardware e interfacce di interazione uomo-macchina per guanti riabilitativi morbidi e implementato algoritmi di controllo PID misti forza/posizione.Infine, abbiamo condotto esperimenti per valutare le prestazioni dei guanti riabilitativi morbidi in termini di range di allenamento riabilitativo e capacità di presa precisa.I risultati sperimentali indicano che il softguanti riabilitativiavere una buona flessibilità e adattabilità, assistendo efficacemente i pazientiformazione riabilitativae fornire assistenza per la presa, migliorando così la loro vita quotidiana.
Direzioni future
Guardando al futuro, è necessario esplorare ulteriormente diversi aspetti chiave per lo sviluppo futuro diguanti riabilitativi morbidi.In primo luogo, il design dei guanti riabilitativi morbidi deve essere ulteriormente ottimizzato per ottenere comfort e adattabilità migliori.Ciò include la selezione dei materiali, la progettazione strutturale e il miglioramento dei sistemi di trasmissione meccanica.In particolare, i miglioramenti nelle strutture articolari morbide e nella gamma di movimento contribuiranno a migliorare la flessibilità e la funzionalità dei guanti.
In secondo luogo, anche il sistema di controllo dei guanti riabilitativi morbidi necessita di continui miglioramenti.Algoritmi di controllo avanzati e tecnologie di rilevamento possono consentire un monitoraggio e un controllo precisi dei movimenti della mano, migliorando così l'efficacia e la personalizzazione dell'allenamento riabilitativo.Inoltre, la progettazione delle interfacce di interazione uomo-macchina deve essere più user-friendly e intuitiva per garantire che i pazienti possano utilizzarle e padroneggiarle facilmente.
Inoltre, anche gli scenari applicativi dei guanti riabilitativi morbidi nel processo di allenamento riabilitativo necessitano di ulteriori ricerche.Oltre alla formazione riabilitativa per malattie o infortuni specifici, l'esplorazione delle funzioni ausiliarie dei guanti nella vita quotidiana, come l'assistenza nella presa e nell'utilizzo dei dispositivi domestici, aiuterà a migliorare la qualità della vita e l'autonomia dei pazienti.
Inoltre, anche il rapporto costo-efficacia dei guanti riabilitativi morbidi è un fattore importante da considerare.Adottando materiali a basso costo, semplificando i processi produttivi e aumentando la produzione, è possibile ridurre i costi di produzione dei guanti, rendendoli più ampiamente disponibili e accessibili.
In conclusione, i guanti riabilitativi morbidi, in quanto dispositivi di assistenza riabilitativi innovativi, hanno un enorme potenziale di aiutoi pazienti recuperano la funzione della manoe migliorare la loro qualità di vita.Tuttavia, sono necessarie ulteriori attività di ricerca e sviluppo per affrontare le sfide attuali e migliorarne continuamente le prestazioni e l’efficacia.Con il continuo progresso della tecnologia e la ricerca approfondita, i guanti riabilitativi morbidi porteranno speranza e comodità a un numero maggiore di pazienti che necessitano di formazione riabilitativa e presa assistita.
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Azienda:Tecnologia Co., Ltd. dei dispositivi medici della dinastia Guangxi
Orario di pubblicazione: 18 febbraio 2024