Inżynierzy z Ameryki opracowali nowy algorytm do aktywnego sterowania protezami nóg. Autorzy twierdzą że mocno on usprawni codzienne poruszanie się.
Gdy mowa o protezach nóg, istnieją dwie możliwości. Są one zależne od miejsca w którym została ona amputowana. Jeżeli została ona zoperowana poniżej kolana, ruchoma część protezy będzie musiała tylko ustawiać sztuczny staw skokowy. W wypadku gdy proteza obejmuje też kolano, musi to być dużo bardziej skomplikowany mechanizm. Taka sztuczna noga musi bowiem na bieżąco ustawiać kąt zgięcia stawu kolanowego. Tym właśnie zajmują się specjalnie po to zaprojektowane algorytmy.
Naukowcy z Uniwersytetu w Utah pod przewodnictwem Tomaso Lenzi stworzyli rewolucyjny algorytm. Ma on pomagać w przemierzaniu wyższych przeszkód, na bieżąco dostosowując zgięcie kolana. Analizuje on spięcie mięśni nogi i ustala kiedy jest ona podnoszona, na przykład w celu pokonania przeszkody. Wykorzystali oni do tego swoją wcześniej opracowaną protezę, skupiając się na usprawnieniu algorytmu.
Jak działa proteza?
Algorytm przerzuca część odpowiedzialności na człowieka. Obserwuje on napięcie mięśni w biodrze. Czemu akurat tam? Gdy człowiek podnosi nogę żeby na coś wejść, wysuwa udo do przodu, jednocześnie dociskając do niego łydkę. W związku z tym program może zaobserwować zmianę kąta w stawie biodrowym. Po przeanalizowaniu go i porównaniu z bazą danych, proteza ustawia się pod przewidzianym kątem nachylenia. Dociska ona też łydkę do uda osoby z protezą.
Prosty algorytm zbiera dane przy każdy ruchu użytkowanika. Monitoruje on prędkość ruchu i przyśpieszenie. Na podstawie tych danych, w czasie rzeczywistym zmienia trajektorię ruchu kolana, i wydaje polecenia dla silnika.
Proteza przeszła już testy na 3 ochotnikach. Dotychczasowe testy wykazały że mogli oni w pełni sterować protezą i pokonywać przeszkody nawet do 20 centymetrów. Autorzy wynalazku mają zamiar cały czas kontynuować projekt, i z czasem rozwinąć go jak najbardziej. Starają się w tej chwili osiągnąć lepszą koordynację programu z człowiekiem, co ma skutkować lepszymi osiągami. Porównają też swój wynalazek z innymi protezami, zarówno pasywnymi jak i aktywnymi.
Swoje badania w artykule dziennika Science Robotics, ale także na swoim kanale na YouTube.
źródło: mech.utah
