共同努力:机器人脚踝研究右脚起步

时间:2019-03-04 16:22:53 阅读:9次
一名陆军退伍军人在伊拉克失去了部分腿,他周一走出了更多的弹簧,他揭开了世界上第一个机器人脚踝 - 这是由麻省理工学院的一个团队开发的下肢截肢者的重要进步。
24岁的加思斯图尔特在伊拉克爆炸中失去了膝盖以下的左腿,在退伍军人事务医疗中心普罗维登斯举行的仪式上展示了新的动力踝足假肢。斯图尔特走进了这个设备,与其他设备不同,它使用类似肌腱的弹簧和电动机推动用户前进。原型设备可减轻疲劳,改善平衡,并为截肢者提供更流畅的步态。它最早可能在2008年夏天上市。
麻省理工学院媒体实验室Hugh Herr教授和他的研究团队开发了脚踝。 Herr,NEC职业发展教授和媒体实验室生物机电学研究小组负责人,是VA研究调查员。他也是一名双截肢者,测试了他的发明:“这种设计释放的力量是传统假肢的三倍,可以推动你前进,并且第一次为截肢者提供真正人性化的步态,”赫尔说。
“这很疯狂,”他说,“就像你在机场那些自动人行道上一样。”
由于传统假肢仅在行走期间提供被动弹簧响应,因此它们迫使被截肢者具有不自然的步态,并且通常比非截肢者在行走上花费多30%的能量。新的脚踝轻盈,灵活,而且 - 最重要的是 - 产生的能量可以超越仅从弹簧释放的能量。
这是通过配备多个弹簧和小型电池供电电机的设备实现的。由佩戴假体的人的向前运动产生的能量存储在动力辅助弹簧中,然后随着脚的推动而释放。还增加了额外的机械能以帮助增加动力。
Herr通过恢复和再生医学中心(CRRM)创建了该设备,这是一项合作研究计划,包括普罗维登斯VA医疗中心,布朗大学和麻省理工学院。该中心的使命是通过组织修复,先进的康复和新的假肢来改善肢体创伤患者的生活,这些假肢可以为截肢者 - 特别是退伍军人 - 提供更好的肢体活动性和控制能力,并减少当前假肢常见的不适和感染。
为了实现这一目标,该中心资助了一支在组织工程,整形外科,神经技术,假肢设计和康复方面具有专业知识的研究团队。目的是将这些互补技术结合在一起,创造出由生物和人造材料组成的“生物混合”肢体 - 人与机器的融合。
为了实现这一目标,VA还提供了额外的690万美元用于建造一座最先进的康复研究大楼,该大楼将该中心安置在普罗维登斯VA医疗中心的校园内。施工于今年秋天开始。
“该中心的一个主要目标是开发像生物学一样的假肢,”布朗大学的CRRM主任Roy Aaron教授说。 “休赫尔和他的团队已经实现了这一目标 - 并且成功地完成了这项任务。这个装置是加思斯图尔特和其他截肢者迈出的重要一步。”
弗吉尼亚州首席研究和发展官员Joel Kupersmith表示,该部门的首要任务是为退伍军人提供最先进的假肢护理 - 特别是那些从伊拉克和阿富汗返回的人。他说,VA研究是这项工作不可或缺的一部分。
“机器人脚踝是我们前沿研究如何改善退伍军人生活的一个很好的例子,”Kupersmith说。 “到目前为止,当我们走路和跑步时,假肢装置无法复制我们的脚和脚踝的复杂功能。这种新假肢的巧妙计算机化设计改变了所有这一切,因为它不断”思考“并做出响应,允许以更自然,更舒适的方式行走或跑步的人。“
弗吉尼亚州康复研究与发展部主任Michael E. Selzer同意:“Hugh Herr和他的媒体实验室团队以代表截肢者的科学创造力和创造力而闻名。这项新技术代表了最好的康复研究,这是VA在这一领域取得卓越成就的悠久历史中的又一个里程碑。“
下一步是什么?根据赫尔的说法,他希望在明年内,在神经肌肉接合处附近的肌肉中进行小型无线植入,这样当肌肉收缩时,电脉冲就会发出精确的信息来控制假肢。从长远来看,Herr正在与Brown的Aaron合作,以确定是否可以使用植入物将假肢直接机械地连接到截肢者的残肢骨上。目标:将载荷直接传递给截肢者的骨骼结构,消除传统假肢现在的不适感。
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