Exoesqueletos auto -equilibrados revolucionam a mobilidade – espectro IEEE

Muitas pessoas que têm medula espinhal Lesões também têm contos dramáticos de desastre: um acidente de mergulho, um acidente de carro, um Catástrofe do canteiro de obras. Mas Chloë Angus tem uma história bem diferente. Ela estava em casa uma noite em 2015, quando seu pé direito começou a formigar e gradualmente perdeu a sensação. Ela conseguiu dirigir -se ao hospital, mas ao longo dos próximos dias ela perdeu toda a sensação e controle de ambas as pernas. Os médicos encontraram um tumor benigno dentro de sua medula espinhal que não podia ser removida e disseram que ela nunca mais andaria. Mas Angus, um jato Designer de modanão é do tipo que não é deitada – ou sentada -.

Dez anos depois, no Ces Feira de Commerce Tech em janeiro, Angus estava exibindo seus movimentos de dança em um poderoso exoesqueleto da empresa canadense Robótica humana em movimento. “Voltar a andar é bem authorized depois Lesão na medula espinhalmas voltar a dançar é um divisor de águas ”, disse ela a uma multidão no chão da Expo.

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A empresa começará ensaios clínicos do seu Xomotion O exoesqueleto no closing de abril, testando inicialmente uma versão destinada a instalações de reabilitação como um trampolim em direção a um exoesqueleto de uso pessoal que pessoas como Angus podem levar para casa. O Xomotion é apenas o segundo exoesqueleto que é auto-balanceamento, o que significa que os usuários não precisam se apoiar em muletas ou caminhantes e podem ter as mãos livres para outras tarefas.

“A declaração ‘você nunca mais voltará’ não é mais verdadeiro hoje em dia, com a tecnologia que temos”, diz Angus.

A origem do exoesqueleto XOMOTION

Angus, que trabalha como humano em movimento A diretora de experiência vivida está envolvida com a empresa e sua tecnologia desde 2016. Foi quando ela conheceu alguns acadêmicos da Universidade Simon Fraser, em Vancouver, que teve uma nova idéia para um exoesqueleto. Professor adjunto Siamak Arzanpour e seu colega Edward Park queria se desenhar em ponta Robótica Para construir um dispositivo de auto-equilíbrio.

No momento, diversos empresas tive exoesqueletos Disponível para uso em configurações de reabilitação, mas a tecnologia tinha muitas limitações: principalmente, todos os exoesqueletos exigiam muletas para estabilizar a parte superior do corpo do usuário durante a caminhada. Além disso, os usuários precisavam de assistência para entrar e sair do exoesqueleto, e os dispositivos normalmente não conseguiam lidar com curvas, etapas ou inclinações. Angus se lembra de experimentar um exoesqueleto de Ekso Bionics Em 2016: “Até o closing da semana, eu disse, “Isso é divertido, mas precisamos construir um melhor exoesqueleto.” “

Arzanpour, que é o CEO da Human in Movement, diz que sua equipe sempre foi atraída pelo desafio de engenharia de fazer um exoesqueleto auto-equilibrado. ““Quando nos encontramos com Chloë, percebemos que o que imaginamos é o que os usuários precisavam ”, diz ele. “Ela validou nossa visão.”

Arun Jayaramanquem conduz pesquisas sobre exoesqueletos no Laboratório de habilidades de Shirley Ryan Em Chicago, está trabalhando com Human em movimento em seus ensaios clínicos nesta primavera. Ele diz que os exoesqueletos de auto-equilíbrio são mais adequados para uso em casa do que os exoesqueletos que exigem suporte do braço: “Ter que usar dispositivos de assistência, como caminhantes e muletas, dificulta a transição para superfícies como terreno nivelado, rampas, restrições ou superfícies irregulares”.

Como funcionam os exoesqueletos auto-equilibrados?

Exoesqueletos de auto-equilíbrio usam grande parte da mesma tecnologia encontrada em muitos Robôs humanóides agora entrando no mercado. Eles têm feixes de atuadores nas articulações do tornozelo, joelho e quadril, uma variedade de sensores para detectar as posições de mudança do exoesqueleto e o ambiente circundante e muito rápido processadores Para analisar todos os dados do sensor e gerar instruções para os próximos movimentos do dispositivo.

Enquanto os exoesqueletos de auto-equilíbrio são mais volumosos do que aqueles que exigem aparelhos de braço, Arzanpour diz que a independência que eles conferem a seus usuários torna a tecnologia um vencedor óbvio. Ele também observa que os modelos de auto-balanceamento podem ser usados ​​por uma gama mais ampla de pessoas, incluindo pessoas com força e mobilidade limitadas da parte superior do corpo.

Quando Angus quer colocar um Xomotion, ela pode convocá -lo do outro lado da sala com um aplicativo e ordenar que ele se sente ao lado de sua cadeira de rodas. Ela é capaz de se transferir e se prender para o dispositivo sem ajuda, e depois usa um simples joystick conectado ao exoesqueleto para controlar seu movimento. Ela observa que o exoesqueleto poderia funcionar com uma variedade de mecanismos de controle diferentes, mas uma conexão com fio é considerada a mais segura: “Dessa forma, não há não Wi-fi sinal para cair ”, diz ela. Quando ela coloca o dispositivo no “modo de dança” que os engenheiros criaram para ela, ela pode soltar o controlador e confiar nos sensores do exoesqueleto para captar os turnos sutis de seu torso e traduzi -los em movimentos das pernas.

Quais são os desafios para os exoesqueletos de uso doméstico?

O Xomotion não é o primeiro exoesqueleto a oferecer uso sem as mãos. Essa honra vai para a empresa francesa Wandercraftque já possui aprovação regulatória para seu modelo de reabilitação na Europa e o Estados Unidos e agora está iniciando ensaios clínicos para um modelo em casa. Mas Arzanpour diz que o Xomotion oferece vários avanços técnicos sobre o dispositivo de Wandercraft, incluindo um alinhamento preciso das articulações robóticas e das juntas biológicas do usuário para garantir que o estresse indevido não seja colocado no corpo, além de sensores de torque nos atuadores para coletar dados mais precisos sobre os movimentos da máquina.

Obter aprovação para um modelo de uso doméstico é um desafio para qualquer empresa de exoesqueleto, diz Saikat Palprofessor associado do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey, envolvido nos ensaios clínicos de Wandercraft. “Para umDispositivo NY que será usado em casa, os parâmetros serão diferentes de uma clínica ”, diz Pal. ““Toda casa parece diferente e tem folgas diferentes. O problema de engenharia é várias vezes mais complexo quando você transfer o dispositivo para casa. ”

Angus diz que tem fé que os engenheiros da Human in Movement resolverão os problemas dentro de alguns anos, permitindo que ela levasse um Xomotion para casa com ela. E ela não pode esperar. “Você sabe como é voar 14 horas no treinador? Você quer se esticar tanto. Agora think about viver naquele assento de avião pelo resto da sua vida ”, diz ela. ““Quando entro no exoesqueleto, leva apenas alguns minutos para as costas se alongarem. ” Ela imagina colocar o Xomotion pela manhã, fazendo alguns trechos e fazendo o café da manhã do marido. Com talvez apenas alguns dança quebra.