Современные протезы ног, находящиеся в стадии разработки во всем мире, чтобы помочь пациентам ходить, оснащены электродвигателями. Для получения максимальной отдачи от таких устройств требуются безопасные и надежные системы управления, которые могут учитывать множество различных типов движений: например, переход от шагания по ровной земле к хождению вверх или вниз по лестницам. Однако разработка систем управления является сложной задачей, поскольку такие протезы работают под высокой нагрузкой и не имеют права на ошибку, в результате которой человек может упасть и получить серьезную травму.
Теперь подробная информация о конструкции и клинических испытаниях бионической ноги с открытым исходным кодом Open Source Leg, которая разработана в лаборатории нейробионики Мичиганского университета (США), находится в свободном доступе в Интернете, так что исследователи могут надеяться, что они смогут создавать и тестировать безопасные и полезные новые протезы.
Информация о разработке и сопутствующих исследованиях была опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Сопровождающие искусственную конечность бесплатные пошаговые руководства призваны помочь разработчикам, желающим собрать ее или заказать для нее детали. Исследователи также выпустили видеоматериалы, иллюстрирующие процесс сборки и тестирования аппаратуры, а также разработали код для программирования ходьбы протеза с помощью системы предварительного контроля.
Ученые сосредоточили свое внимание на том, чтобы сделать Open Source Leg относительно простой в сборке, контроле и обслуживании за счет сокращения количества необходимых деталей и производителей комплектующих. Коленный и голеностопный суставы могут работать независимо, что позволяет создавать протезы для пациентов с ампутациями выше и ниже колена. Кроме того, каждый шарнир оснащен встроенными аккумуляторами и собственным набором датчиков и систем управления, что позволяет проводить испытания за пределами лаборатории. При этом ряд дизайнерских и управляющих функций Open Source Leg могут быть настроены в соответствии с конкретными исследовательскими потребностями, такими как тип ноги и эластичность колена.
Ключевой частью конструкции нового протеза является бесщеточные электродвигатели, разработанные для беспилотных летательных аппаратов. Эти плоские устройства обеспечивают высокую скорость за счет большого крутящего момента, позволяя организовать более эффективный контроль и выполнение более похожие на натуральные движений ноги. Конструкция этих двигателей максимально легкая и эффективная, в новом протезе они облегчают ходьбу и требуют менее крупных батарей.
Бионическая нога, которую разработали университетские ученые, весит всего 4 кг. Хотя она значительно легче биологической ноги, для пациентов она все же кажется тяжелее, потому что она прикрепляется не вплотную к скелету, а к протезному разъему. Устройство с открытым исходным кодом стоит от 10 до 30 тыс. долларов, в зависимости от варианта. Коммерчески доступные подобные протезы, по словам университетских разработчиков, стоят до $100 тыс.
Ученые уже провели клинические испытания Open Source Leg с тремя добровольцами. Они высоко оценили новое устройство, хотя оно пока тестировалось только в больничной обстановке.
Медицинские специализации:
#РЕАБИЛИТОЛОГИЯ
Технологии/Тренды:
#РОБОТОТЕХНИКА
Теги:
#ПРОТЕЗ #OPEN SOURCE LEG
