Bardziej mobilna przyszłość dzięki miękkim, noszonym na ciele urządzeniom robotycznym
W ramach projektu XoSoft opracowano innowacyjny rodzaj miękkiego egzoszkieletu dla kończyn dolnych, aby wesprzeć osoby mające problemy z poruszaniem się, np. na skutek osłabienia mięśni, utraty funkcji sensorycznych czy uszkodzenia rdzenia kręgowego. „Opracowaliśmy modułowy egzoszkielet biomimetyczny, przyjmując podejście skoncentrowane na jego potencjalnych użytkownikach, oraz krok po kroku wyprodukowaliśmy cztery różne prototypy”, streszcza koordynator projektu, dr Jesús Ortiz. Stopniowy postęp prototypów Alpha, Beta 1, Beta 2 i Gamma Model Beta 1 jako pierwszy wykorzystał technologie miękkie, aby zintegrować czucie i poruszanie z odzieżą, model Beta 2 stanowi wielki krok w kierunku kompletnego systemu miękkiego, natomiast model Gamma to wersja deluxe. Jest to całkowicie miękki system złożony z innowacyjnych technologii pochodzących od różnych partnerów, którzy współpracowali podczas różnych faz projektu: od identyfikacji potrzeb klinicznych po ostateczną integrację i walidację tego prototypu. Choć potencjał systemu wykonanego z miękkiego materiału jest ogromny, jeśli chodzi o akceptację użytkowników, konieczne było pokonanie szeregu wyzwań natury technicznej. „W związku z tym skupialiśmy się na różnych obszarach technicznych, takich jak miękkie poruszanie, miękkie czucie i kontrola biomimetyczna”, podkreśla dr Ortiz. Systemy miękkie kontra systemy twarde Różne miękkie materiały inteligentne opracowane przez zespół projektu umożliwiają zachowanie zdolności wyczuwania zintegrowane bezpośrednio z tkaninami/odzieżą, co nie jest możliwe w przypadku klasycznych systemów sztywnych. Wykorzystanie nowych materiałów miękkich pozwala na redukcję wagi, zachowanie kompaktowego rozmiaru i zwiększenie komfortu. Precyzyjne, trójwymiarowe monitorowanie całej postury ciała i ruchów pacjenta jest ważne dla utrzymania równowagi w XoSoft. „Od samego początku projektu wytworzenie miękkiego systemu poruszania odpowiedniego dla koncepcji XoSoft było ogromnym wyzwaniem”, wspomina dr Ortiz. W odróżnieniu od sztywnych egzoszkieletów, egzoszkielety miękkie dają podobny poziom swobody, co u osób nie noszących egzoszkieletu XoSoft. Ocenie poddano różne rozwiązania technologiczne, z których część nie spełniała założonych wymogów. „Jednak inteligentne połączenie technologii i zasad poruszania pozwoliło nam opracować system poruszania, który umożliwił realizację koncepcji XoSoft w sposób modułowy i skalowalny”. Każdy prototyp został przetestowany w warunkach laboratoryjnych, a jego potencjalne korzyści szczegółowo przeanalizowane. W takim środowisku prototyp Beta 1 przetestowano z udziałem pacjenta po udarze, natomiast prototypy Beta 2 i Gamma przetestowano z udziałem pięciu ochotników. W drugiej fazie prototypy Beta 2 i Gamma przetestowano w środowisku klinicznym z udziałem pięciu do siedmiu ochotników. Finalnie prototyp Gamma zwalidowano w środowisku symulującym warunki domowe z udziałem czwórki ochotników. Różnorodność scenariuszy i pacjentów dostarczyła nieocenionej informacji zwrotnej o potencjalnych korzyściach koncepcji XoSoft. Pewne kroki w kierunku faktycznego wykorzystania w warunkach rzeczywistych Dostępność trzech w pełni sprawnych prototypów (jeden prototyp Beta 2 oraz dwa prototypy Gamma, zaklasyfikowane jako wyroby medyczne klasy I) pozwoli na kontynuowanie testów i współpracy między partnerami, nawet po zakończeniu projektu. Ponadto wszyscy partnerzy chcą współpracować przy kolejnych projektach oraz kreślą plany złożenia propozycji projektu w celu pozyskania wsparcia finansowego UE. „Nie tylko podniesie to możliwości techniczne, ale także pozwoli skoncentrować prace rozwojowe na bardziej realistycznych zastosowaniach w sytuacjach życia codziennego”, podsumowuje dr Ortiz. Większa złożoność systemu pozwoli identyfikować ruchy i intencje użytkownika, aby zapewniać mu wymagany poziom wsparcia.
Słowa kluczowe
XoSoft, prototyp, miękkie, beta, gamma, egzoszkielet, modułowe, mobilność