Инженеры Технического университета Мюнхена (TUM) и Реабилитационного центра Passauer Wolf представили мягкий экзоскелет для кисти, способный возвращать функцию захвата людям с тяжёлыми нарушениями движений руки. Особенностью разработки стала лёгкая текстильная основа, работающая на пневматике. Всё вместе позволяет вернуть людям заметную часть утраченной функциональности рук, причём без огромных затрат.
Источник изображений: TUM
Новое решение создано для пациентов с почти полным параличом кисти, включая поражения при боковом амиотрофическом склерозе и после инсульта. Оно позволит людям самостоятельно обслуживать себя в быту: брать вилку, стакан, бутылку и другие предметы.
Конструкция выглядит сравнительно простой, но технически устроена как управляемый нервными импульсами человека мягкий робот. На тканевой перчатке создан каркас из воздушных камер, которые заданным образом надуваются через 13 трубок и помогают сгибать или разгибать отдельные пальцы, а также фиксировать и поворачивать запястье. В отличие от многих предыдущих экзоперчаток, здесь отдельно проработана подвижность большого пальца: его отведение и точная регулировка положения важны для разных типов хвата — от простого удержания предмета до более тонкой моторики.
Управление экзоперчаткой основано на поверхностной электромиографии: датчики на предплечье регистрируют слабые электрические сигналы мышц, а алгоритм машинного обучения определяет намерение человека совершить хват. Сообщается, что точность распознавания таких сигналов достигает 97 %. Массив сигналов при этом обрабатывает ИИ, который предварительно обучается на данных конкретного пациента. Также в систему встроены дополнительные датчики движения, которые помогают надёжно удерживать переносимые предметы, предотвращая их выпадение из руки.
Эксперименты показали, что экзоперчатка лучше всего помогает людям с тяжёлыми поражениями нервной системы, влияющими на моторику рук. При этом решение значительно проще и дешевле традиционных роботизированных протезов, что позволит помочь большему числу пациентов с подобными нарушениями.