Учёные Немецкого института машиностроения и формовочных технологий Фраунгофера (IWU) создали персонализированный экзоскелет для руки, напечатанный на 3D-принтере. Это инновационное устройство может радикально изменить реабилитацию пациентов, страдающих от травм сухожилий, инсульта или паралича.
В отличие от стандартных реабилитационных устройств, этот экзоскелет отличается точной анатомической подгонкой, лёгким весом и усовершенствованным управлением движениями, что делает его идеальным для пациентов всех возрастов.
Проблема индивидуальности руки
Реабилитация после травмы руки или инсульта часто требует повторяющихся контролируемых движений для восстановления силы и гибкости. Экзоскелеты — механические устройства в форме перчатки — значительно помогают в этом процессе, но только если они точно соответствуют уникальным пропорциям руки пациента.
Как отмечает Алина Карабело, исследователь Fraunhofer IWU: «Руки человека невероятно индивидуальны — огромная разница существует не только между разными людьми, но даже между левой и правой рукой одного человека».
Чтобы решить эту задачу, исследователи использовали 3D-сканирование и печать для создания экзоскелета, идеально подходящего к индивидуальной руке. Процесс начинается со сканирования руки, после чего экзоскелет создаётся с помощью 3D-печати на основе этих данных, обеспечивая идеальную подгонку для пациента.
Инновационная и лёгкая система движений
Главной инновацией нового экзоскелета является его лёгкая и компактная система движений. Двунаправленный механизм, созданный Карабело, сочетает шаговые моторы и проволоки из сплава с памятью формы (SMA), обеспечивая плавное и точное движение руки и пальцев.
Принцип работы механизма следующий:
-
При нагреве электрическим током проволоки SMA сокращаются, что приводит в движение искусственные сухожилия и вызывает сгибание или разгибание пальцев.
-
При охлаждении проволоки возвращаются к исходной длине.
Этот безопасный и повторяемый процесс имитирует естественные движения пальцев. Устройство требует всего двух искусственных сухожилий для управления как сгибанием, так и разгибанием руки, что способствует его лёгкости и компактности.
Этот умный и отзывчивый экзоскелет перспективен не только для клинического применения, но и для домашней реабилитации, что улучшит качество жизни пациентов во всём мире.
