Znajdź zawartość

Rehabilitacja dłoni po udarze czy wypadku jest praco- i czasochłonna. Dzięki sterowanemu za pomocą komputera robotowi zadanie to stanie się nieco łatwiejsze. Metalowy chwytak, przymocowany do dłoni pacjenta za pomocą pasków, zaciska i otwiera palce w odpowiednim momencie. Amerykańscy naukowcy pracowali z 15 ochotnikami, którzy byli częściowo sparaliżowani po prawej stronie ciała. Średnia wieku wynosiła 61 lat. Udar miał miejsce nawet do 10 lat przed rozpoczęciem niekonwencjonalnej terapii. Siedem osób rehabilitowano tylko z pomocą robota (terapia ruchowa), a osiem przypisano do grupy terapii przedruchowej. Członkowie tej ostatniej także działali razem z maszyną, ale dodatkowo chwytali i wypuszczali obiekty, a następnie odpoczywali, reagując na różne wskazówki wzrokowe. Tego typu działania angażują korę przedruchową (pole 6. Brodmanna w płacie czołowym). HWARD (Hand Wrist Assistive Rehabilitation Device) można dostosować do rozmiarów dłoni chorego. Na początku określa się wygodny zakres biernych ruchów, do którego robot się później stosuje. Sesje rehabilitacyjne składają się z 3 etapów: 1) 25-minutowej gimnastyki, w ramach której naprzemiennie chwyta się i rozluźnia mięśnie, 2) 35-minutowego ćwiczenia z asystą maszyny oraz 3) dwóch półgodzinnych rozgrywek w rzeczywistości wirtualnej. Przewidziane są też dwa 10-minutowe odpoczynki. Terapia ruchowa odbywała się według schematu zastosowanego wcześniej przez ten sam zespół. Reagując na pojawiające się stale w tej samej kolejności kolory, należało otworzyć (niebieski) i zamknąć dłoń (zielony), a na koniec odpocząć (czerwony). Przy terapii przedruchowej barwy wyświetlano w przypadkowej kolejności, poza tym co 2,75 min zmieniano zestaw kolorów, cały czas należało więc zachować czujność. W ten sposób naśladowano normalne działanie kory przedruchowej, która wybiera odpowiednią reakcję w odpowiedzi na zewnętrzne bodźce. Podczas eksperymentu przeprowadzano badanie rezonansem magnetycznym. Z próby wykluczono więc osoby, które z różnych względów nie mogły go przejść. Wyeliminowano też pacjentów z niewydolnością nerek, ze współistniejącą chorobą neurologiczną bądź psychozą, chorobami serca i układu oddechowego, a także poważną apraksją, czyli niezdolnością do wykonywania ruchów celowych. Postępy chorych oceniano dzięki kilku testom, m.in. Fugl-Meyer, ARA (Action Research Arm) czy Box-and-Blocks (Skrzynka i Klocki). Zadania polegały na chwytaniu różnych przedmiotów, np. szklanki, podnoszeniu drobnych kamyczków czy przesuwaniu klocków z jednej strony pudełka na drugą. Miesiąc po 2-tygodniowej terapii zauważono znaczną poprawę wyników uzyskiwanych w dwóch pierwszych testach. Obie formy rehabilitacji przynosiły podobne rezultaty, ale osoby o mniejszym stopniu niepełnosprawności bardziej skorzystały z terapii przedruchowej. Pracami zespołu kierował dr Steven Cramer z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine. Wg niego, terapię wspomaganą przez robota można stosować samodzielnie lub w połączeniu z innymi metodami. Podkreśla on, że jak widać, funkcje maszyny powinno się dostosowywać do stopnia uszkodzeń powodowanych przez udar.

Ludzie jeżdżący na wózkach często nie mogą sięgnąć do klamek czy gałek otwierających drzwi. Dlatego robot, który mógłby im w tym pomóc, byłby czymś na wagę złota. Stworzenie chwytaka nie jest jednak takie proste, jak się wydaje. Powodem jest różnorodność dostępnych na rynku rozwiązań otwierająco-zamykających. Jak tłumaczy Erin Rapacki, projektantka jednego z takich robotów, który powstał w ramach zadań realizowanych na studiach, mechaniczny pomocnik musi wyliczyć, jaka siła jest potrzebna do otworzenia drzwi czy pod jakim kątem trzeba przekręcić mechanizm [...]. Chwytak pomysłu studentów z University of Massachusetts w Lowell został zaprezentowany w zeszłym tygodniu na konferencji robotycznej Institute of Electrical and Electronics Engineers. Zbudowanie Dory (od ang. door-opening robotic arm) to koszt rzędu 2 tys. dolarów. Urządzenie radzi sobie z otwieraniem drzwi z 14 rodzajami klamek; powodzeniem zakończyło się 85% testów związanych z pchaniem i 65% z ciągnięciem. W rozwiązaniu Amerykanów próżno szukać zaawansowanych rozwiązań w rodzaju kamer czy czujników. Zamiast tego pojedynczy silnik napędza ruch zestawu kół zębatych. Wskutek tego ramię wyciąga się w kierunku obiektu, a trzy palce zostają odwiedzione na boki. Na początku Rapacki wypróbowała giętkie palce neoprenowe, uznając, że swobodnie chwycą gałkę. Okazało się jednak, że są za cienkie i delikatne. O wiele lepiej sprawdziły się palce ze sztywnego plastiku z dodatkowymi płytkami usztywniającymi, zapobiegającymi ruchom na boki. Studentka zastosowała też sprzęgło poślizgowe, dzięki któremu przymocowany do wózka wysięgnik mógł jednocześnie przekręcać gałkę/naciskać klamkę i pchać lub ciągnąć.

Dla osób z reumatoidalnym zapaleniem stawów (RZS) gotowanie bywa trudne, a nawet niebezpieczne. Ching-Hao Hsu, który w ubiegłym roku obronił licencjat z projektowania przemysłowego na Queensland University of Technology, opracował dla nich specjalne uchwyty na nadgarstki, które powinny znacznie ułatwić podnoszenie garnków. Wynalazek Australijczyka tajwańskiego pochodzenia został dostrzeżony na prestiżowym konkursie Australian Design Award/James Dyson Award. Reumatoidalnemu zapaleniu stawów towarzyszy sztywność, obrzęk, o bólu nie wspominając. Po zakończeniu obserwacji i paru wywiadach stwierdziłem, że podczas kuchennych ablucji to podnoszenie stanowiło główny problem dla osób z RZS. Wskutek ograniczonej siły i elastyczności chorzy mieli problem z uniesieniem przedmiotów za pomocą dłoni. Byli zmuszeni do podnoszenia za pomocą przedramion. To ograniczało ich do wykorzystywania naczyń z uszami po obu stronach. Jeśli rondel miał jeden uchwyt, większość osób owijała przedramię ręcznikiem bądź ściereczką, by chwycić drugą stronę naczynia. Ze względu na możliwość wyśliźnięcia to niebezpieczne, bo narażające na poparzenia rozwiązanie. Wynalazek Hsu pozwala unieść wszystkie garnki, bez względu na to, ile mają rączek czy uszu. Kształt uchwytu pozwala na rozłożenie wagi na całe przedramię. Urządzenie ma silikonową powłokę, a jego wytrzymałość cieplna sięga 200 stopni Celsjusza (gorąco nie jest więc kierowane bezpośrednio na skórę). Wykorzystane w produkcie termoplastyczne elastomery zapewniają uchwyt, a magnetyczne paski wzmacniają stabilność podczas podnoszenia metalowych naczyń. Chwytak Hsu składa się z dwóch podstawowych części: zewnętrznej i wewnętrznej ramy. Zewnętrzna jest zawsze biała, jednak mając na uwadze niechęć pacjentów do bycia etykietkowanym, projektant zadbał, by wewnętrzną dało się spersonalizować. Można więc wybierać między kilkoma wersjami kolorystycznymi, np. pomarańczową, żółtą czy zieloną. W zamierzeniu przyrząd miał też wyglądać jak zwykłe narzędzie kuchenne. http://www.youtube.com/watch?v=6aK5TDyA_wg

Jednym z najpoważniejszych wyzwań stojących przed twórcami robotów jest wyposażenie maszyn w "dłonie" zdolne do bezpiecznego chwytania, przenoszenia i pozostawiania przedmiotów. Roboty przemysłowe są projektowane z myślą o wykorzystaniu ich w ściśle określonych sytuacjach, zatem radzą sobie z takimi zadaniami. Jednak jeśli chcemy, by pewnego dnia roboty pomagały nam w domach, musimy dać im możliwość bezpiecznego manipulowania przedmiotami, bez obawy o ich uszkodzenie. Specjaliści z Cornell University, University of Chicago oraz firmy iRobot Corp. poinformowali właśnie o stworzeniu uniwersalnego mechanicznego chwytaka. Odeszli oni przy tym od tradycyjnego projektu naśladowania ludzkich dłoni i palców, a do zbudowania chwytaka wykorzystali... lateksowy balon i mieloną kawę. Dzięki takiemu rozwiązaniu chwytak przystosowuje się do kształtu przedmiotu. To jedno z rozwiązań najbliższych temu, co może w przyszłości zadebiutować na rynku - stwierdził profesor Hod Lipson z Cornell. Uczony dodał, że jest ono tak uniwersalne, że po udoskonaleniu może posłużyć zarówno do budowy robotów usuwających ładunki wybuchowe, robotów przemysłowych, urządzeń wspinających się po ścianach czy bionicznych rąk dla ludzi. Zasada działania chwytaka jest banalnie prosta. Zwykły balon wypełniono zmieloną kawą. Jest on przyciskany do przedmiotu, który ma chwycić i pod wpływem nacisku dochodzi do deformacji i dostosowania balonu do kształtu przedmiotu. Wówczas z balonu wysysane jest powietrze, co wzmacnia uchwyt. Później wystarczy ponownie wpuścić powietrze, a przedmiot zostanie uwolniony. Uczeni do wypełnienia balonu wykorzystali zmieloną kawę, gdyż należy od do klasy materiałów, które zmieniają swoje zachowanie pod wpływem ściśnięcia. Wystarczy uświadomić sobie, że gdy kupujemy zapakowaną próżniowo mieloną kawę, jest ona niezwykle twarda. Wystarczy jednak przeciąć torebkę, by całość natychmiast stała się miękka. Luźno ułożone zmielone cząstki kawy bardzo łatwo przesuwają się względem siebie. Wystarczy jednak poddać je niewielkiemu naciskowi, by całość zaczęła zachowywać się jak jednolite ciało stałe. http://www.youtube.com/watch?v=bFW7VQpY-Ik