Mičigano universiteto robotizų universiteto robotizų komercinė robotinė koja gali būti naudinga tiek didesnio, tiek mažesnio judėjimo amputeams.
Kojos padidėjimas buvo didžiausias, kai UM komanda pritaikė savo kontrolės strategiją, suteikdama galimybę simetriškesnei eisenai, mažesnei sutramdymo rizikai ir sumažinus tyrimo dalyvių garso kojas ir klubus. Mičigano komanda dirbo su „Össur“ galios keliu, kurį teikė bendrovė.
Kelios robotinės protezavimo kojos yra rinkoje, tačiau dar nėra plačiai naudojamos klinikiniu būdu. Daugeliui veiklų pasyvių kojų lengvumas ir paprastumas pirmenybę teikia protezų vartotojams. Tačiau ypač apmokestinant veiklą, tokią kaip kylanti iš kėdės, laipiojant laiptais ir kalvomis, ir vaikščiojant dideliais atstumais, galios pridėjimas gali padėti protezo vartotojams būti aktyvesniems, tuo pačiu užkertant kelią per dideliems traumoms.
„Pasyvi koja šiame tyrime turi didžiulį pranašumą, nes dalyviai ja naudojasi kiekvieną dieną ir yra labai įpratę prie jos elgesio. Mūsų tyrimo dalyviai turėjo tik dvi treniruotes su jėgomis su jėgomis. Net ir esant nepalankioje padėtyje, mes stebėjome, kaip naudingi iš mūsų kontrolierio, ir mūsų kontrolieriaus, ir mūsų kontrolieriaus, ir apie mūsų kontrolierių, ir apie mūsų kontrolierių, ir apie mūsų kontrolierių, ir apie mūsų kontrolierių, ir apie mūsų kontrolierių, ir apie mūsų kontrolierius, ir Neuroinžinerijos ir reabilitacijos žurnalas.
„Mūsų tyrimas yra reikšmingas, nes anksčiau nebuvo jokių įrodymų, kad robotų keliai būtų naudingi dėl pažengusių pasyvių kelių, o tai yra didelė priežastis, dėl kurios draudimo bendrovės paprastai neapima robotų kelių. Mūsų rezultatai pradeda pateikti šiuos įrodymus.”
Šiame pradiniame tyrime tyrėjai sutelkė dėmesį į pagrindinę kasdienio gyvenimo veiklą, kurioje varomas protezas galėtų suteikti prasmingą naudą, palyginti su pasyviais kelio protezais. Tyrimo dalyviai pakartotinai sėdėjo ir stovėjo; greitai vaikščiojo ant bėgimo takelio; ir pakartotinai atsisėdo kėdėje, vaikščiojo ir vėl atsisėdo.
Protezavimo vartotojai, kuriems reikėjo papildomos pagalbos pėsčiomis, pavyzdžiui, cukranendrės, nustatė, kad galios kelio sąnarys teikė didelę pagalbą atliekant visas šias užduotis. Tie, kurie lengviau apeina savo protezus, labiausiai pagerėjo, kai Greggo komanda įgyvendino savo kontrolės algoritmą ant Össuro kojos. Vienas neseniai amputuotojas apibūdino tai kaip artimiausią, kurį jie jautėsi dviem kojoms vaikščiojant protezu.
„Mūsų tikslas kontroliuoti protezą yra priversti koją elgtis kuo arčiau trūkstamos žmogaus galūnių, kad būtų išvengta kompensacijų, kurios dažnai sukelia per daug traumų. Tai taip pat svarbu, nes eisenos nuokrypiai gali atkreipti nepageidaujamą dėmesį kai kuriems vartotojams”, – sakė Kevinas Bestas, tyrimų bendradarbis robotikos srityje, naujausi UM robotikos daktarai. Absolventas ir pirmasis tyrimo autorius.
Komanda ištyrė du iš esmės skirtingus kontrolės metodus. Įprastesnis „össur“ valdiklis priklauso nuo to, ar vartotojo judesio ypatybių atpažinimas, nurodydamas, ką jie ketina daryti. Tai daro sistemą labai saugią ir nuspėjamą, tačiau ne visada gali neatsilikti nuo vartotojo ketinimų, sakė Greggas. Norėdami sėdėti, vartotojai turi laukti, kol kelio sąnarys atpažins sėdimąjį judesį, kol jis pasilenkė, ir taip pat ir stovint.
Priešingai, „Gregg“ komandos sukurtas kontrolės metodas nuolat prisitaiko prie vartotojo judesio. Jie sukūrė matematinius modelius, kaip žmonės juda, remdamiesi dideliais nepažeistų asmenų duomenų rinkiniais. Kiekvieną laiko momentą jų valdymo algoritmas matuoja vartotojo šlaunies judesį, kad nustatytų tinkamą elgesį, sukurdamas natūralesnius kelio judesius, kurie geriau sinchronizuojami su vartotoju.
„Tobulėjant robotų prietaisams, akivaizdu, kad robotiniai protezai amputuentų populiacijai siūlo didelį pažadą“,-teigė Mičigano medicinos ir studijų bendraautorius sertifikuotas prostezininkas/ortotistas Jeffas Wensmanas. „Džiaugiuosi matydamas strategijos tobulinimą, skirtą vartoti protezų vartotojams vartotojui sinchronizuotą valdymą. Manau, kad tai yra trūkstama nuoroda į tai, kad maitinamas protezavimas taps amputeliais.”
Šį naują kontrolės algoritmą sunkiau išmokti po to, kai metų metus buvo naudojamas įprastas protezas, tačiau pakartotiniai tyrimai, skirti sėdėti, parodė, kad dalyviai mokėsi. Užuot labiau pavargę nuo kiekvieno bandymo, jie pasidarė greitesni. Tada vaikščiojant labiau mobilioji grupė parodė du patobulinimus, kurie gali tapti reikšminga nauda.
Pirmiausia jie pakėlė protezo pėdos kojos pirštą aukščiau, sumažindami riziką suvažiuoti per mažas kliūtis ar grubesnį reljefą. Antra, jiems nereikėjo suktis klubų taip sunkiai, kad būtų galima judinti protezavimo koją į priekį, užsiminant, kad varomas kelio ir gyvybės valdymo algoritmas gali sumažinti nugaros skausmą ir leisti vartotojams prieš pavargti, nors komanda negalėjo to įvertinti atlikdama trumpą tyrimą.
Toliau komanda tikisi parodyti savo kontrolės algoritmo saugumą ir efektyvumą laiptais ir rampomis, po to atliks „Take-Home“ testus. Turėdami daugiau laiko praktikuoti, dalyviai gali pasiekti dar daugiau. Jei valdymo strategija bus sėkminga, Össur galėtų įtraukti jos aspektus į savo algoritmą.
Kol kas dviejų tyrimo dalyvių patobulinimų, susijusių su paties Össur algoritmu, pakako dviejų tyrimo dalyvių pereiti prie galios kelio savo kasdienio protezo, parodydami, kad robotiniai protezai pereina iš laboratorinių tyrinėjimų prie realaus pasaulio naudos.