Exoskeleton Teknolojisinin Tıp Rehabilitasyonu
Tıbbi rehabilitasyon, geçmiş on yıl boyunca olağanüstü dönüşümlere tanık oldu, daha önce imkansız olan günlük faaliyetleri gerçekleştirmekle birlikte, omurgalı yaralardan gelen hastaların geri dönüşümlerini geri yüklemesi ve sinirsel bozukluklar kavramında önemli ölçüde artışlar yaratıyor.Bu cihazlar, bu makinelerin ayrılmaz parçaları olarak algılar, mühendisler ve klinikler, daha önce ne yapabileceklerini, embozların gerçek potansiyelinin sadece bir şekilde iyileştirilmesi için teşvik ediyor.
İnsan-Makine Sistemlerinde Embodiment Anlamak
Embodiment, giyilebilir robotik bağlamında, bir kullanıcının vücut şemalarına dış bir cihaz dahil ettiği psikolojik ve fizyolojik süreci ifade eder - bir kişinin duyusal geri bildirim ve motor komutlarını içeren bir işlemde, nörobilimde bilinen bir yönteme göre, üç anlamda daha iyi kabul oranlarına sahiptir.
Erken exoskeleton tasarımları mekanik sağlamlığı ve güvenliği önceliklendirir, ancak genellikle öznel kullanıcı deneyimini ihmal etti. Hastalar, onu sürekli zihinsel ayarlama gerektiren yabancı bir nesne olarak tarif etti.Bu kapanış, daha yüksek terk edilme oranlarına ve altoptimal rehabilitasyona yol açtı.Herhangi bir tasarım amacı olarak embodimenti dışsal hareket, zengin bir hareketten ziyade sinir bozucu bir hareket yaratmadan ziyade, zihinsel bir hareket yaratma sistemi yaratmaya odaklanmayı kabul eder.
Achieving Embodiment'de güncel zorluklar
Önemli ilerlemeye rağmen, çeşitli engeller, klinik uygulamada embodiment-merkezli exoskeletonların yaygın uygulanmasını engeller. Bu zorluklar sınıfsal çözümler gerektiren her bir zorluk.
Doğal Hareket ve Geri Bildirim Halkaları
Temel engellerden biri, kullanıcının ajansını bozan, çok özgürleşmiş insan eklemlerinin serbest bırakılmasını çoğaltmaktır. Geleneksel exoskeletonlar genellikle katı bağlantılara ve tek eksenli hareketlere güvenir, cihazın ve kullanıcının duyusu arasındaki geri bildirim döngüsüne yol açar.Achieving natural movement requests advanced actionuators and kablogüdümlü sistemler - bu aynı zamanda uyumlu, tok kontrollü hareketlere ve sabit bir şekilde, torplı hareketlere karşı uyarılmalıdır.
Ağırlık ve Bulkiness
Mevcut exoskeletonlar, özellikle de düşük yardım için tasarlanmış olanlar ağır ve cumbersome kalır. Ek ağırlık metabolik maliyeti artırır ve kullanıcının doğal gaitini değiştirir, cihazı vücutların bir parçası gibi hisseder.Ayrıca, güç veya batarya yaşamınız bir malzeme bilimi meydan okumasıdır.
Sensörsel Bütünleşme ve Sorumluluk
İnsanlar, sensörsel bilgi zengin bir kasetine güveniyor - doğrulayıcı, dokun, baskı ve vizyon - koordinat hareketi. Mevcut exoskeletonların çoğu, genellikle denetçi uyarıları veya basit vibrasyonları sınırlıyor.Gerçek bir geri bildirim olmadan, beyin doğru bir şekilde haritalayamaz; eski şeytani baskı sensörleri, sıcaklık algılaması ve hatta elektrotaktil uyarıları, araştırma alanı, güvenilir ve rahat bir araştırma alanıdır.
Kişiselleştirme ve Adaptif Kontrol
İki hasta da aynı değildir. İndüktörler, eksik omurta yaralanmaları olan bireyler ve birden fazla sclerosis ile her biri kas zayıflığı, travmatiklik ve komiser stratejilerinin eşsiz modellerini sergilemektedir. Generic kontrol algoritmaları bu yetimleri yerine getiremez, ancak aynı zamanda sağlıksız yardım seviyelerini gerçekçi olmayan, ancak özellikle de güvenlik ve istikrar gerektirir.
Future: Embodiment Design'ın Sonraki Nesili
Eski iskeletin geleceği, beyin sinyallerini yakalayan, aynı zamanda duyusal hisler ile uyum sağlayan teknolojilerle daha derin bir entegrasyon içinde yatıyor.Bu gelişmeler sadece biyoloji ve makine arasındaki çizgiyi bulanıklaştıracak, aynı zamanda beyinleri tutarlı, desenli girişle sağlayarak, beyinleri yeniden düzenlemeli olarak güçlendirecek.
Beyin-Bilgisayar Ağları ve Neural Entegrasyon
Beyin bilgisayar arayüzleri (BCIs), kullanıcıların tek başına düşünmeleri veya zihinsel aktiviteden gelen motor niyetlerini deşifre ederek doğrudan bir yol sunar.Invaskcept (EEG) kullanılarak, elektrokortikal implantlar olarak ortaya çıkmalarına izin verir. ancak, yüksek çözünürlükte belirtilen yüksek çözünürlükte belirtilen temel beyin sinyallerin düşük sinyalini tekrarla birleştirir.Invask veya yarı-ya da invazif implantasyona karşı hassas bir şekilde tekrar eder.
Tactile Feedback ile Yapay Cilt
Aşırı iskeletlerde dokunmanın gerçekçi bir hissi geliştirmek, haptik eylemcilerle (örneğin, fikre alaşımları veya dielektrik elastomerleri), derinin zemin iletişim hissini yeniden üretebilmesi için, doku ve limbal çözümleri elde etmek için uygun bir şekilde birleştirilir.Son prototipler insan derisi ile karşılaştırılabilir ve prostik olmayan beyinlerin yeniden tanımlanmasına izin verir.
Adaptif Algoritmalar ve Kişiselleştirilmiş Kontrol
Makine öğrenme algoritmaları, kullanıcının mevcut yorgunluk seviyesini eşleştirmek için yardımcı profiline eklenir, görev taleplerini ve kurtarma aşamasını sürekli olarak takip ederek, cihazı açık programlama olmadan gerçek zamanlı olarak optimize etmeye, kullanıcının kendi komplike hareketlerinden öğrenmeye olanak sağlar.Bu adaptasyon sadece konforunu artırmak için gerekli olan zihinsel çabayı azaltır, aynı zamanda kullanıcı tahminlerini artırmak için gerekli olan bir uygulama biçimini azaltır.
Embodiment-Focused Exoskeletonları için tasarım göz önüne alınır
Bu gelişen teknolojileri klinik ürünlere aktarmak, doğrudan embodiment. Mühendisler ve klinikleri etkileyen pratik tasarım faktörlerine dikkat çekmek, güvenlik ve maliyetle performans dengelemek zorundadır.
Minimizing Device Kilo and Dimension
Eski iskeletlerin fiziksel ayak izinini azaltmak, kullanıcının vücut ağırlığının% 10'undan daha azını ağırlayan ve daha az intrusive hissetmelerini sağlayan modüler tasarımları yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş
Enhancing Sensöry Feedback Mechanisms
Ürünün ve çeşitli sensör geri bildirimleri doğrudan doğruya etki eder. Tasarımcılar çoklu moda geri bildirimlerini düşünmeli - cihazın ağırlığı desteklediğinde işaret edebilir.Spektif geri bildirimde bulunabilmeli.Örneğin, ortak bir açıyla ilgili yüksek çözünürlüklü bilgiler, geri bildirimden kaçınmak için bir proxy olarak hizmet edebilir; sistem, sadece sabit bir şekilde sabit bir şekilde sabitleyici bir şekilde sabitleyici bir şekilde sabitleyici bir şekilde ayarlandığında işaret edebilir.
Kullanıcı Güvenliği ve Konfor
Güvenlik tıbbi rehabilitasyonda uygulanabilir değildir.- Exo iskeletleri, gerekli olduğunda mekanik duraklama stratejileri ve sonra kullanıcıları korumak için, özellikle de engelli denge veya kas kontrolü ile ilgili olarak, özellikle de uzun kullanım sırasında deri bozulmasına engel olan güvenlik mekanizmalarına müdahale edebilir.
Intuitive User Interfaces and Education
En sofistike exoskeleton bile kullanıcıların sezgisel olarak kontrol etmeyi öğrenemeyeceğinden başarısız olacaktır. Eğitim rejimleri, hasta deneyimini bozmadan kişiselleştirilmiş tedaviyi kolayca ayarlamalarına izin vermelidir.Embodiment geliştirir, eğitim süresi azaltılabilir ve hastalar daha hızlı bir şekilde geçiş yapabilirler.
Sonuç: Bir Holistic Path Forward
Biyofiziksel gelişimdeki embodiment tasarımının geleceği, vücudun bir parçası gibi hissettiren çok disiplinli bir çabadır.Bu, fiziksel olarak yeniden tanımlanması için, zihinsel bir tedavinin yeni seviyelerinin kilidini açar.
Daha fazla okuma için, giyilebilir robotikte embodiment in giyilebilir robotik, bu Doğa Makalesi) Uygulamalı beyin-bilgisayar arayüzleri üzerinde yapılan incelemeler[Döneticileri ile ilgili olarak[Döneticileri için)[Döneticileri ayrıntılı olarak ayrıntılı olarak ortaya koyar[Döneticileri için)