Investigación y desarrollo de Guangxi Dynasty Medical en rehabilitación de manos y equipos de agarre de asistencia
La rehabilitación de la mano y los dispositivos de asistencia para el agarre son temas de gran interés en el campo médico actual.La funcionalidad de las manos es crucial en la vida diaria de las personas.Sin embargo, factores como el accidente cerebrovascular, la lesión de la médula espinal, el daño a los nervios, la enfermedad de Parkinson y la distrofia muscular pueden provocar alteraciones en la función de la mano.Además, accidentes como accidentes automovilísticos o lesiones laborales también pueden causar disfunción de la mano.Para los pacientes, el entrenamiento de rehabilitación es un método clave para restaurar la función de la mano.Sin embargo, los equipos de rehabilitación tradicionales y la terapia de asesoramiento individualizado a menudo no pueden garantizar que los pacientes reciban suficiente formación yintensidad de rehabilitación.
Desarrollo de dispositivos de rehabilitación
En las últimas décadas, con el continuo desarrollo de la tecnología robótica, los robots se han convertido en una parte indispensable delproceso de entrenamiento de rehabilitación.Actualmente, la investigación se centra principalmente en dos tipos de dispositivos de rehabilitación: exoesqueletos de mano rígidos y guantes de asistencia blandos.Los robots rígidos tradicionales, normalmente impulsados por motores eléctricos, tienen diseños mecánicos complejos y mayor peso, lo que puede provocar molestias y riesgos potenciales para los pacientes.Por el contrario, los guantes de rehabilitación suaves y portátiles, fabricados con materiales flexibles y accionados principalmente por cables, materiales inteligentes o actuadores neumáticos/hidráulicos, proporcionan una estructura flexible y sin juntas para la mano, lo que los hace más cómodos y seguros.Los guantes de rehabilitación blandos tienen muchas ventajas, como peso ligero, portabilidad, alta relación potencia-peso, bajo costo y excelente interacción hombre-máquina, lo que los hace más adecuados y prometedores para el entrenamiento de rehabilitación de manos que sus homólogos rígidos.El uso de guantes suaves de rehabilitación puede traer efectos positivos, ayudando a mejorar la salud de los pacientes.tratamiento de rehabilitación de manos, reducir su carga económica y ayudarles a regresar a la sociedad y a la vida familiar lo antes posible.
Avances tecnológicos
En el desarrollo de guantes de rehabilitación blandos, la inspiración de la biomimética ha llevado a la integración de estructuras articulares blandas basadas en materiales textiles compuestos en los diseños de guantes.Utilizando tecnología de impresión 3D, se pueden fabricar guantes suaves y livianos capaces de doblarse y estirarse.Además, se pueden emplear técnicas de aprendizaje profundo para la estimación de la posición y el control de guantes blandos.Además, se ha propuesto el concepto de guantes de retroalimentación de fuerza para generar señales táctiles, haciendo que las tareas remotas o virtuales sean más tangibles y controlables.
Tipos de unidades de robótica blanda
Los accionamientos robóticos blandos incluyen principalmente accionamientos neumáticos/hidráulicos, accionamientos por cable/tendón y otros accionamientos de materiales inteligentes.En el caso de los guantes blandos de accionamiento neumático o hidráulico, normalmente se utilizan polímeros o materiales textiles para fabricar cámaras integradas, que pueden generar los movimientos deseados, como doblarse y estirarse, cuando están presurizadas.En los últimos años, algunos equipos han comenzado a explorar varios guantes suaves para el entrenamiento de rehabilitación de manos.Entre ellos, elMédico de la dinastía GuangxiEl equipo ha diseñado un guante suave y portátil que utiliza cámaras elásticas y materiales reforzados con fibra.Este guante puede producir diversas trayectorias, como doblarse, torcerse y estirarse bajo presión de líquido.Además, han desarrollado y producido múltiples guantes suaves para entrenamiento de rehabilitación robótica utilizando principalmente materiales textiles, ayudando a los pacientes con lesiones en las manos en el entrenamiento de rehabilitación y en la vida diaria.Estos guantes de rehabilitación de la función manual proporcionan modos de movimiento bidireccional, incluida la flexión y extensión activa de los dedos, y aumentan los ángulos de flexión a través de cámaras plegables envueltas internamente.Para mejorar aún más el rendimiento sensorial, se puede considerar el uso de material PDMS en la piel de guantes suaves debido a su conveniente ajuste de propiedades eléctricas.
Avances en asistencia para el pulgar
A pesar de estos logros, la investigación sobre guantes suaves se ha centrado principalmente en la flexión y extensión de los cinco dedos, con relativamente menos estudios sobre la asistencia en la abducción del pulgar.Por lo tanto, nuestro enfoque radica en el diseño de la asistencia para la abducción del pulgar.Hemos desarrollado un sistema de control de hardware e interfaces de interacción hombre-máquina para guantes de rehabilitación blandos e implementado algoritmos de control PID mixto fuerza/posición.Finalmente, realizamos experimentos para evaluar el rendimiento de los guantes de rehabilitación blandos en términos de rango de entrenamiento de rehabilitación y capacidad de agarre preciso.Los resultados experimentales indican que el suave propuestoguantes de rehabilitacióntener buena flexibilidad y adaptabilidad, ayudando eficazmente a los pacientes enentrenamiento de rehabilitacióny proporcionar asistencia de agarre, mejorando así su vida diaria.
Direcciones futuras
De cara al futuro, es necesario explorar más a fondo varios aspectos clave para el desarrollo futuro deguantes de rehabilitación suaves.En primer lugar, es necesario optimizar aún más el diseño de los guantes de rehabilitación blandos para lograr una mayor comodidad y adaptabilidad.Esto incluye la selección de materiales, el diseño estructural y la mejora de los sistemas de accionamiento mecánico.En particular, las mejoras en las estructuras articulares blandas y el rango de movimiento ayudarán a mejorar la flexibilidad y funcionalidad de los guantes.
En segundo lugar, el sistema de control de los guantes blandos de rehabilitación también necesita una mejora continua.Los algoritmos de control avanzados y las tecnologías de detección pueden permitir un seguimiento y control precisos de los movimientos de la mano, mejorando así la eficacia y la personalización del entrenamiento de rehabilitación.Además, el diseño de las interfaces de interacción hombre-máquina debe ser más fácil de usar e intuitivo para garantizar que los pacientes puedan utilizarlas y dominarlas fácilmente.
Además, los escenarios de aplicación de guantes de rehabilitación suaves en el proceso de entrenamiento de rehabilitación también necesitan más investigación.Además del entrenamiento de rehabilitación para enfermedades o lesiones específicas, explorar las funciones auxiliares de los guantes en la vida diaria, como ayudar a agarrar y operar dispositivos domésticos, ayudará a mejorar la calidad de vida y la autonomía de los pacientes.
Además, la rentabilidad de los guantes de rehabilitación blandos también es un factor importante a considerar.Al adoptar materiales de menor costo, simplificar los procesos de fabricación y aumentar la producción, se puede reducir el costo de fabricación de los guantes, haciéndolos más disponibles y accesibles.
En conclusión, los guantes blandos de rehabilitación, como dispositivos innovadores de asistencia para la rehabilitación, tienen un enorme potencial para ayudarLos pacientes recuperan la función de la mano.y mejorar su calidad de vida.Sin embargo, se necesita más investigación y desarrollo para abordar los desafíos actuales y mejorar continuamente su desempeño y eficacia.Con el avance continuo de la tecnología y la investigación en profundidad, los guantes de rehabilitación suaves brindarán esperanza y comodidad a más pacientes que necesitan entrenamiento de rehabilitación y agarre asistido.
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Hora de publicación: 18 de febrero de 2024