仿生机器人装置可以帮助受伤脚踝复健

柔软、可穿戴设备,模拟肌肉、肌腱和韧带的小腿可以帮助患者修复脚踝运动障碍,例如掉脚,卡内基梅隆大学机器人助理教授Yong就投入此项的研究。合作者在哈佛大学,南加州大学,麻省理工学院和生物科学院,发达国家积极矫正的设备使用软塑料和复合材料,而不是僵化的外骨骼。柔软的材料,结合气动人工肌肉(PAMs),轻量级的传感器和先进控制软件,使机器人装置实现自然运动的脚踝。哈佛大学的博士后研究员生物工程研究所工程,说同样的方法可以用来创建身体的其他关节康复设备,甚至创建软外骨骼,增加佩戴者的力量。机器人装置将适合帮助神经肌肉障碍患者与脑瘫相关的脚和脚踝,肌萎缩性脊髓侧索硬化,多发性硬化症或中风。这些步态障碍包括垂足,前脚滴因为无力或瘫痪,和马蹄足,向上弯曲运动的脚踝是有限的。传统的被动脚踝背带可以改善步态,但是长期使用会导致肌肉萎缩,因为停止使用。活跃,动力设备还可以改善功能和帮助而使神经肌肉系统,派克说。,但传统的外骨骼的局限性是它身体的自然的自由度的限制,他补充道。脚踝自然是一个复杂的三维运动的能力,但大多数严格的外骨骼只允许一个支点。柔软的矫正的装置,相比之下,使研究人员能够模拟生物结构的小腿。设备的人工肌腱被附加到四PAMs相对应三个肌肉前腿踝关节运动控制,另一个在后面。原型是能产生脚踝的矢状面运动范围的27度,满足正常步态行走。然而,权衡是软设备更难以控制,而不是一个僵化的外骨骼。因此需要更复杂的传感跟踪脚踝和脚的位置和一个更聪明的计划控制脚运动,公园说。创新设备包括传感器由一个触摸感应人造皮肤,薄橡胶板包含微充满液态金属合金。当这些橡胶板拉伸或压式微通道的形状变化,进而导致合金的电阻的变化。这些传感器被放置在顶部和侧的脚踝。公园说,额外的工作将需要提高设备的耐磨性。这包括人造肌肉体积更小,比商业生产PAMs使用在这个项目。公园说后续项目,将会在即将到来的技术会议,使用平,straplike致动器而不是圆柱形PAMs。该设备尚未患者进行测试,以确定其性能作为康复工具。

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