В последние годы робототехники представляют все более совершенные системы, которые могут открыть новые возможности для хирургии, реабилитации и оказания медицинской помощи. Эти роботизированные системы уже помогают улучшить качество жизни многих людей с ограниченными возможностями, а также пациентов, получивших физические травмы или перенесших медицинские операции.
Недавно исследователи из Chung-Ang University в Южной Корее представили нового носимого робота, предназначенного для помощи людям, испытывающим трудности при ходьбе из-за старения, мышечной слабости, операций или специфических заболеваний. Этот робот, представленный в статье "Effect of hip abduction assistance on metabolic cost and balance during human walking", опубликованной в журнале Science Robotics, улучшает равновесие, а также снижает энергетические затраты при ходьбе.
"На создание нашей недавней работы нас вдохновило то, что большинство носимых роботов для помощи при ходьбе ориентированы исключительно на движения в сагиттальной плоскости, - говорит Гиук Ли, один из исследователей, проводивших работу. - Однако ходьба по своей сути является трехмерной, и движения в других плоскостях не менее важны".
В отличие от других роботизированных систем для помощи при абдукции бедра, предложенных ранее, робот, созданный Ли и его коллегами, ориентирован на фронтальную плоскость. Это фронтальная часть человеческого тела, которая поддерживает движения и боковую устойчивость при ходьбе.
Основное предположение, лежащее в основе исследования ученых, заключается в том, что энергетические затраты при ходьбе могут быть снижены с помощью носимых роботов, имитирующих естественный момент абдукции бедра. Это движение ноги в сторону от средней линии тела, которое обеспечивает ходьбу и многие другие действия, выполняемые человеком каждый день.
"Разработанный нами носимый робот для помощи при абдукции бедра работает на основе принципа, согласно которому эффективность ходьбы может быть повышена за счет поддержки боковых движений тела, - сказал Ли. - Когда мы идем вперед, центр масс нашего тела естественным образом смещается из стороны в сторону для поддержания равновесия. Во время этой фазы восстановления задействуются мышцы, отводящие бедро. Наше устройство помогает этим мышцам, облегчая процесс восстановления центра масс с меньшими усилиями".
Ли и его коллеги оценивали работу своего робота как в симуляторах, так и в реальных экспериментах. Результаты этих испытаний оказались весьма многообещающими - робот снизил энергетические затраты при ходьбе на 11,6% по сравнению с ходьбой без посторонней помощи, а также улучшил равновесие и устойчивость.
"Наше исследование демонстрирует существенную роль боковой помощи в повышении эффективности ходьбы за счет более эффективного переноса центра масс тела с одной ноги на другую, - добавил Мьюнгхи Ким, соавтор статьи. - Этот вывод особенно обнадеживает людей с мышечной слабостью, предлагая новое направление развития механизмов поддержки. В дальнейшем важно изучить, как боковая помощь может помочь людям с ограниченной подвижностью, что в перспективе изменит стратегии реабилитации и поддержки".
В будущем роботизированная система, разработанная группой исследователей, может быть усовершенствована и в перспективе коммерциализирована, что позволит использовать ее как для реабилитации, так и для повседневного использования.
"В будущем мы планируем более глубоко изучить, как абдукция бедра влияет на баланс при ходьбе, - добавил Ли. - Мы заметили, что абдукция бедра не только повышает эффективность походки, но и может влиять на равновесие. Мы намерены изучить возможности носимых роботов в улучшении баланса при ходьбе".
Комментарии
(0) Добавить комментарий