15 Millionen Menschen auf der ganzen Welt leben mit Rückenmarksverletzungen, die sie in ihrem Alltag einschränken, doch die Technologie eröffnet ihnen neue Wege zur Unabhängigkeit.
Ein Team von Ingenieuren der Universität Berkeley hat ein Gerät entwickelt, das das Leben von Menschen mit Wirbelsäulenverletzungen: Man nennt Rückengreifer und verwendet Roboterfinger auf dem Handrücken, um die Fähigkeit zum Greifen großer, schwerer Objekte wiederherzustellen.
Eine neue Perspektive auf Rückenmarksverletzungen
Rückenmarksverletzungen zwischen den zervikalen Ebenen C5 und C7 können verheerende Auswirkungen auf die Mobilität der oberen Gliedmaßen. Der Verlust der Fähigkeit, Finger und Handgelenk willkürlich zu beugen, macht es besonders schwierig, große oder schwere Gegenstände zu greifen. Die Ingenieure der Forschungsgruppe Verkörperte Geschicklichkeit Sie beschlossen, sich dieser Herausforderung mit einem völlig innovativen Ansatz zu stellen.
Ihr Gerät versucht nicht, den natürlichen Griff der Hand nachzubilden, sondern nutzt stattdessen eine völlig neue Art der Interaktion mit Objekten. Diese Designentscheidung hat sich als besonders effektiv erwiesen, wie eine Studie zeigt kürzlich veröffentlicht in der zeitschrift IEEE-Transaktionen zu neuronalen Systemen und Rehabilitationstechnik.
Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der Fähigkeit des Geräts, die Restfunktionalität von Patienten mit Rückenmarksverletzungen zu nutzen, insbesondere die oft noch intakte Handgelenksstreckung.
Mensch-Roboter-Kollaboration für effektives Greifen
Eines der interessantesten Merkmale des Dorsal Grasper ist das Konzept der kollaborativer Griff. Wie der außerordentliche Professor erklärt Hannah StuartDas Gerät wurde so konzipiert, dass es, wie erwähnt, in Synergie mit den Restkapazitäten des Patienten arbeitet:
Menschen mit Tetraplegie behalten häufig die Fähigkeit, ihr Handgelenk nach hinten zu strecken, können es jedoch nicht nach vorne beugen. Wir wollten diese Fähigkeit verbessern, indem wir das Greifen ermöglichen, jedoch auf eine Art und Weise, bei der die Person aktiv an der Geste beteiligt ist.
Die auf dem Handrücken positionierten Roboterfinger bilden ein System, das die restlichen natürlichen Bewegungsabläufe nicht beeinträchtigt. Mit diesem Ansatz werden die typischen Konflikte bei Robotergeräten vermieden, die um die Finger des Patienten geschlungen werden und bei denen es häufig zu „konfliktreichen“ Spannungen zwischen den Absichten des Menschen und denen des Roboters kommt.
Erweiterung des Greifraums bei Rückenmarksverletzungen
Der Doktorand Andrew McPherson, der an der Entwicklung des Gerätes mitgewirkt hat, hob einen weiteren wesentlichen Vorteil des Dorsal Grasper hervor. Für Menschen, die einen Rollstuhl benutzen, Es kann schwierig sein, frontal in Oberflächen wie Theken oder Kühlschränke zu greifen, um Gegenstände zu greifen, aufgrund der Masse der Stuhlbeine.
Die einzigartige Konfiguration des Geräts ermöglicht es Ihnen, Objekte praktisch überall dort zu greifen, wo Ihr Arm sie erreichen kann, ohne Ihren Körper drehen zu müssen (eine Bewegung, die Ihr Gleichgewicht im Rollstuhl beeinträchtigen könnte). Diese Funktion erweitert die Arbeitsplatz für den Benutzer zugänglich.
Intuitive Steuerung und schnelle Reaktion
Der Postdoktorand Jungpyo Lee Er betonte, dass Labortests gezeigt hätten, dass die Steuerung des Geräts äußerst intuitiv sei. Durch die Möglichkeit der Handgelenksstreckung, einer Bewegung, die die Patienten täglich ausführen, verläuft die Operation natürlich und unmittelbar.
Die Person ist ein aktiver Partner, der die Finger- und Handgelenksstreckung des Roboters steuert. Reicht die Kraft des Roboterfingers nicht aus, um einen schweren Gegenstand zu greifen, kann der Mensch das Handgelenk weiter strecken und so die Griffstärke erhöhen.
Diese direkte Zusammenarbeit zwischen Benutzer und Gerät ermöglicht zudem eine schnellere Reaktion als rein robotergestützte Systeme, insbesondere beim Freigeben von Objekten.
Die Zukunft des Dorsal Grasper
Das Team arbeitet bereits an einer Version des Geräts, die speziell für den Heimgebrauch konzipiert ist. Diese neue Version wird völlig autonom sein, mit in das Handgelenk integrierten Motoren und Batterien. Die größte Herausforderung besteht darin, das System robust genug zu machen, um dem alltäglichen Gebrauch standzuhalten, der weniger vorhersehbar ist als die kontrollierte Umgebung eines Labors.
Der Ansatz des Berkeley-Teams bei der Entwicklung von Hilfsmitteln zeigt, wie wichtig es ist, nicht nur die technische Funktionalität, sondern auch die praktische Benutzerfreundlichkeit und die gesellschaftliche Akzeptanz zu berücksichtigen. Wie McPherson betonte, hängt der Erfolg eines Hilfsmittels nicht nur von seiner technischen Wirksamkeit ab, sondern auch von seiner Fähigkeit, sich auf natürliche Weise in das tägliche Leben des Benutzers zu integrieren.
