Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Nositeľné svaly pre pôsobivé zvýšenie vytrvalosti hornej časti tela

Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
13. 7. 2022
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Výskumníci z ETH Zürich vyvinuli ľahký, nositeľný textilný exomuskul (exosval), ktorý využíva senzory zabudované v tkanine na detekciu pohybových zámerov používateľa a podľa potreby pridáva extra silu. Prvé testy ukázali výrazné zvýšenie vytrvalosti hornej časti tela.

Zatiaľ čo exoskeletony s pohonom fungujú ako svaly aj kosti a poskytujú silu, ako aj štrukturálnu podporu tela, exosvaly využívajú vlastnú štruktúru tela a jednoducho pridávajú dodatočnú silu. Vďaka tomu sú oveľa ľahšie a menej objemné, no sú tiež obmedzené v tom, akú silu môžu vyvinúť, pretože ľudské kosti a kĺby znesú len toľko koľko môžu.

Toto zariadenia nazvané ako „Myoshirt“ z ETH Zürich je navrhnuté ako vesta s manžetami pre rameno a predlaktie. Senzory v tkanine posielajú údaje o impulzoch na ovládanie svalov do riadiacej jednotky, ktorá informácie spracúva v reálnom čase a rozhoduje, kedy aktivovať umelé svaly, čo sú krátke káble Dyneema usporiadané paralelne s vlastnými svalmi používateľa. Skrátením káblov pri kontrakcii svalov dokáže Myoshirt prispieť k výkonu pohybov nositeľa jemným, diskrétnym, intuitívnym a nastaviteľným spôsobom.

Nositeľný sval Myoshirt sníma pohybové impulzy a prispieva energiou skracovaním káblov Dyneema.

Tím vyvinul zariadenie Myoshirt najmä na zvýšenie sily a vytrvalosti ľudí s obmedzenou alebo zhoršenou pohyblivosťou a uskutočnil malý test, pri ktorom zariadenie nasadil na 10 ľudí bez akéhokoľvek telesného postihnutia, jedného so svalovou dystrofiou a jedného s poranením miechy.

Pri teste vytrvalosti, pri ktorom mali ľudia zdvihnúť ruky a / alebo predmet a udržať ich v polohe, dokázali zdraví jedinci s aktívnym exosvalom vydržať v tejto polohe o tretinu dlhšie ako bez neho. U ďalších dvoch boli výsledky ešte lepšie. U pacienta so svalovou dystrofiou sa výdrž zvýšila približne o 60 percent a u pacienta s poranením miechy sa výdrž zvýšila až o 300 percent.

Káble sú usporiadané paralelne s príslušnými svalmi pre podporovaný pohyb.

Tím tvrdí, že skôr, ako bude exosval Myoshirt pripravený stať sa komerčným produktom, je potrebné ho ďalej miniaturizovať a zefektívniť, aby sa lepšie zmestil pod oblečenie. Cieľom je tiež zníženie jeho hmotnosti. Riadiaca skrinka a zostava ovládačov v súčasnosti vážia spolu 4 kilogramy a sú umiestnené v krabici na stole namiesto toho, aby boli pripojené k veste. Preto je v súčasnosti vhodná len pre ľudí pohybujúcich sa na invalidnom vozíku.

Vedci sa zatiaľ zameriavajú na jeden svalový pohyb: zvýšenie aktivity ramenných svalov, keď používatelia zdvíhajú ruky, hoci ako koncept by to mohlo fungovať s mnohými inými svalovými skupinami. Tím v skutočnosti spolupracuje s MyoSwiss AG, spin-off spoločnosťou založenou ETH Zürich, ktorá vyrába exoskeletony Myosuit, ktoré sú v súčasnosti špeciálne navrhnuté na pomoc pri posilňovaní nôh.

Výskum je voľne prístupný v magazíne Nature Machine Intelligence.

Zariadenie v súčasnosti využíva objemnú škatuľu s externým aktuátorom / riadiacou jednotkou, ktorá bude miniaturizovaná skôr, ako sa z nej stane finálny výrobok.