V zadnjih letih so na področju robotike predstavili vse bolj napredne sisteme, ki bi lahko odprli vznemirljive nove možnosti v kirurgiji, rehabilitaciji in oskrbi zdravstvene nege. Ti robotski sistemi že prispevajo k izboljšanju kakovosti življenja mnogih ljudi z invalidnostmi, pa tudi pacientov, ki so doživeli fizično travmo ali prestali medicinske posege.
Raziskovalci na Univerzi Chung-Ang v Južni Koreji so nedavno predstavili nov nosljiv robot, zasnovan posebej za pomoč ljudem, ki imajo težave pri hoji zaradi staranja, oslabelosti mišic, operacij ali specifičnih zdravstvenih stanj. Ta robot, predstavljen v članku, objavljenem v reviji Science Robotics, naj bi izboljšal ravnotežje in hkrati zmanjšal porabo energije med hojo, tj. metabolični strošek.
“Naš nedavni članek je bil predvsem navdihnjen z ugotovitvijo, da so se večina nosljivih robotov za pomoč pri hoji osredotočala le na gibe v sagitalni ravnini,” je povedal Giuk Lee, eden od raziskovalcev, ki so izvedli študijo, za Tech Xplore. “Vendar je hoja po svoji naravi tridimenzionalna dejavnost, in gibanje v drugih ravninah je prav tako ključno.”
V nasprotju z drugimi robotskimi sistemi za pomoč pri odvajanju bokov, ki so bili predlagani v preteklosti, se robot, ustvarjen s strani Leeja in njegovih kolegov, osredotoča na frontalno ravnino. To je sprednji del človeškega telesa, znan po tem, da podpira gibe in lateralno stabilnost med hojo.
“Tradicionalno so raziskave hoje obravnavale premikanje naprej in lateralno ravnotežje kot ločene funkcije,” je dejala Myunghee Kim, soavtorica članka. “Šele nedavno je bil pripomoček za zadenjsko gibanje priznan zaradi svojega prispevka k lateralni stabilnosti. Kljub temu pa je vpliv lateralne pomoči na učinkovitost hoje še preveč neraziskan.”
Osnovna predpostavka raziskovalcev je, da bi se metabolični stroški hoje lahko zmanjšali z uporabo nosljivih robotov, ki posnemajo naravni trenutek odvajanja boka. To je gibanje noge stran od telesne srednje linije, ki podpira hojo in mnoge druge dejavnosti, ki jih ljudje izvajajo vsak dan. “Nosljivi robot za pomoč pri odvajanju bokov, ki smo ga razvili, deluje na načelu, da se učinkovitost hoje lahko izboljša z podporo lateralnim gibanjem telesa,” je dejal Lee. “Ko hodimo naprej, se težišče našega telesa naravno premika s strani na stran, da ohranimo ravnotežje – proces, znan kot okrevanje. Med to fazo okrevanja so vključene mišice odvajanja boka. Naša naprava pomaga tem mišicam, kar olajša nošenje in omogoča lažje obnavljanje težišča z manj napora.”
Simulacije napovedujejo dobre rezultate
Lee in njegovi kolegi so ocenili delovanje njihovega robota tako v simulacijah kot v realnih eksperimentih. Rezultati teh testov so bili izjemno obetavni, saj je robot zmanjšal metabolični strošek hoje za 11,6% v primerjavi z normalno, neassistirano hojo, obenem pa izboljšal ravnotežje in stabilnost.
“Naša študija kaže, da povečanje učinkovitosti hoje ne zahteva, da se nosljivi robot osredotoča le na sagitalno ravnino,” je dejal Lee. “Ker je hoja tridimenzionalno gibanje, je bistveno upoštevati gibe v različnih ravninah.”
V osnovi nosljivi robot za pomoč pri odvajanju bokov, ki so ga razvili Lee in njegovi kolegi, vpliva na gibe bokov in nog, ki podpirajo hojo. Njegova edinstvena zasnova mu omogoča učinkovito ‘nadomestitev’ dela napora, ki bi ga ljudje običajno vložili pri hoji.
“Naša študija kaže na pomembno vlogo lateralne pomoči pri povečanju učinkovitosti hoje z olajšanjem bolj učinkovitega prenosa težišča telesa s ene noge na drugo,” je dodala Kim. “Ta vpogled je še posebej spodbuden za ljudi z zmanjšano mišično močjo, ponuja novo smer za podporne mehanizme. V prihodnosti bo pomembno raziskati, kako bi lahko lateralna pomoč pomagala tistim z omejeno mobilnostjo, kar bi lahko preoblikovalo rehabilitacijo in strategije podpore.”
V prihodnosti bi lahko robotski sistem, ki so ga razvili ti raziskovalci, še izboljšali in ga končno komercializirali, podpirajoč tako rehabilitacijo kot vsakodnevno uporabo. Robot bi lahko bil koristen za starejše odrasle, paciente, ki so prestali operacije na nogah ali bokih, ter druge ljudi, ki imajo težave pri hoji.
“Za prihodnje raziskave nameravamo podrobneje preučiti, kako odvajanje boka vpliva na ravnotežje pri hoji,” je dodal Lee. “Opazili smo, da odvajanje boka ne le izboljša učinkovitost hoje, temveč lahko vpliva tudi na ravnotežje. Nameravamo raziskati potencial nosljivih robotov pri izboljšanju ravnotežja pri hoji.”
Novinar
