Cybathlon:恢复日常任务的奥运会

由:

2016年夏季奥运会是一个庆祝世界上最伟大的运动员的机会,他们努力不断挑战人类身体的极限。作为一名生物医学工程师,我可以充分欣赏这些运动员所达到的健身顶峰,以及每项比赛中令人惊叹的生物力学过程。

然而,我发现自己同样通过残奥会运动员和他们克服他们感知局限性的能力并不断提高自己的能力。如果您还没有看到它,我强烈建议观看英国频道4的残奥会广告,这令人难以置信的工作表明残奥妇人如何能够充分和活跃的生活。


这些运动员令人难以置信的熟练,并且多年来训练有素,成为世界一流的运动员。但是物理限制,如缺少肢体或从腰部瘫痪,也使日常任务更复杂。残疾人不能像能够拥有的人一样吃,工作,或者穿着自己的方式,所以他们改善了他们执行这些日常活动的方式。

适应残疾的方式也不止一种。残奥会运动员使用各种各样的假肢、轮椅和其他设备,而有些运动员可能根本不使用这些设备。然而,在奥运会比赛中使用的所有设备都必须是完全被动的:残奥会规定,为了确保公平的比赛环境,禁止使用电动或机器人设备。这自然会让我想,如果这些先进的设备被允许使用,事情会发生怎样的变化?输入:Cybathlon。


Cybathlon是残奥会和机器人竞赛的结合体。根据他们的网站,Cybathlon是为了实现三个目标:

  1. 促进学术界与工业之间的谈话,
  2. 促进技术开发人员和那些将使用他们的技术的人之间的讨论
  3. 推广使用机器人辅助设备。

这不仅是运动员或“车手”的比赛,也是工程师和临床医生团队的比赛,他们创造了最先进的机器人和康复设备。研究人员和患者一起工作来恢复日常功能,包括导航楼梯、开门、在横梁上保持平衡、操纵衣夹,以及脊髓受损的赛车(通过电刺激腿部肌肉来使用踏板)。

许多能够的人的人都以理所当然地利用这些任务的简单性,但是打破了所需的错综复杂的动作,揭示了它们隐藏的复杂性。打开一扇门可能没有给出一个能够拥有的能干的人的第二次想法,但是轮椅上有人会打开门吗?(为了拉动,首先绕椅子略微侧向侧向,以便拉上门不旋转轮椅远离开口。推动,用一只手按住门,用另一只手按住椅子的相对的轮子以避免回滚。)

那用假手的人呢?(如果可以的话,他们会用自己的非截肢手去开门。否则,他们就会在不打开假手的情况下推门把手,而不是抓住门把手,这是一项非常麻烦的工作。)外骨骼吗?(大多数外骨骼需要拐杖来保持稳定,所以使用者必须放下一根拐杖才能打开门。)

尽管功能是相同的——打开一扇门——但不同类型的用户的体验和障碍是不同的,因此需要不同的解决方案。思考这些任务可以让我们更好地了解身体是如何移动的,以及他们所能做的一切,也可以帮助我们创造更好的设备来帮助有移动挑战的人们。




2016年Cybathalon“Rise Legs”比赛图片来源:ETH Zürich/Alessandro Della Bella/

来自今年的Cybathlon的我最喜欢的球队之一是增加的腿是一些在其设备中没有使用机器人组件的少数团队之一。上升腿是甘蔗家具的被动的假腿;甘蔗是一种非常坚固的材料,具有足够的灵活性,可以像一个僵硬的弹簧一样,这正是假肢腿的目标。这些腿可以廉价而快速地设计,这使得他们在印度生活(团队的本国)的患者是一种吸引人的替代品。对于这种简单的设备,团队的两个驱动程序在任何团队的最短时间内完成了整个电路。两个司机在一分钟内完成!




竞争中的动力外骨骼照片信用:ETH Zürich/Alessandro Della Bella/

虽然在Cybathalon上展示的设备是假肢和康复设计的主要成就,他们也是驾车者的专长。有些界面需要严格的训练才能掌握。用大脑信号(比如脑电图)来控制电脑游戏需要难以置信的技巧来生成特定且一致的大脑模式,这可能需要数周甚至更长时间来学习!

与奥林匹克人和奥巴贝育运人员献上几年的技能和完善他们的工艺的方式与奥林匹克人和奥运会献上了同样的方式,在Cybathlon竞争的患者,在许多小时内,学习使用这些设备并向研究人员提供反馈。然而,随着了解这些新的和高级设备所需的时间,许多患者犹豫不决从他们当前的设备切换。

临床医生和用户在决定最适合其需求时有许多问题可以回答。截肢者是否应该使用无源假体,没有机器人组件,如那些残奥会运动员在竞争和日常生活中使用?或者它们与最先进技术的机器人假肢更好,这可能具有很大的好处,但需要专用的培训和长期学习曲线有效使用?也许,如果例如,他们可能发现佩戴假肢套管不舒服,它们可能更愿意没有假肢。

谈到假肢时,没有一定尺寸适合的解决方案。每个设备都有其优势和权衡。Cybathlon展示了目前的技术限制以及研究人员和工程师如何与患者合作,开发创造性,新的解决方案并将领域整体增长。

比赛展示了创新和最先进的康复设备,他们的设计师如何解决我们认为理所当然的日常任务。这是一个看到康复技术已经发展到什么程度的机会,下一个Cybathlon计划2020年,我期待着我们将在未来几年取得的进展。

主题:

标签:

添加新评论

验证码
这个问题是为了测试您是否是一个人类访问者,并防止自动提交垃圾邮件。