뇌성마비를 앓고 있는 8세 어린이의 첫 걸음을 도와주세요! 관절 유연성을 조절하는 최초의 어린이용 보행 외골격 재활 로봇

​다비드 사발라(David Zabala)는 멕시코시티 남부의 평범한 가정의 아이입니다.

이 8세 아이는 뇌성마비를 앓고 있기 때문에 비교적 자유롭게 움직이기 위해서는 아직 휠체어가 필요합니다.

그러나 최근 외계 기계 골격의 도움으로 그는 마침내 다리로 첫 발을 내디뎠습니다.

"처음에는 이 일이 그를 겁나게 할 것입니다. 그의 손 David의 어머니인 Guadalupe Cardoso(41세)는 "매우 불안해서 떨고 있었습니다. 그러나 그 후 그의 발이 더 강해지고 걷기도 좋아졌습니다. 그는 이제 걷기에 관심이 많아 더 빠르게 걷고 있습니다."라고 말했습니다. 그에게는 이것이 기쁨이다."

데이비드가 사용하는 외골격 장치는 3~14세 어린이를 위해 특별히 설계된 새로운 Atlas 2030인 것으로 파악됩니다.

David는 이제 Atlas 2030을 착용한 채로 공놀이, 그림 그리기 등 몇 가지 활동을 독립적으로 할 수 있습니다. 이는 그가 이전에는 상상도 하지 못했던 일들이었다.

이 장치는 치료 접근 방식의 일부로도 사용되었습니다. 연구에 따르면 마비된 어린이에게 걸을 수 있는 기회를 주면 "그들의 수명이 연장되고 신체 건강이 향상될 뿐만 아니라 자존감도 향상됩니다."

멕시코 뇌성마비 환자 협회 이사는 이 장치가 "기록적인 시간 내에 재활 목표를 달성"할 수 있다고 말했습니다. 이는 종종 몇 달이 걸리는 전통적인 치료법의 시간과 비용에 비해 크게 개선된 것입니다.

Atlas 2030은 Elena García Armada가 디자인했으며, 이 작품으로 그녀는 2022년 유럽 발명가 상도 수상했습니다.

세계 최초의 어린이 기반 적응형 로봇 외골격

전 세계적으로 약 1,700만 명의 어린이가 데이비드와 같은 상황에 직면해 있습니다.

뇌성마비 등의 이유로 이동을 위해 휠체어를 사용해야 하는 어린이는 대개 몸통 근육 퇴화와 척추 기형을 겪게 되며, 이러한 문제는 폐와 심장에 더욱 영향을 미쳐 수명과 삶의 질을 저하시킵니다.

성인 외골격은 1960년대부터 개발되었지만 성장기 어린이를 위한 경량 적응 장치는 아직까지 개발 및 완성되지 않았습니다.

마드리드에 있는 스페인 국립 연구 위원회(CSIC)의 로봇공학자 Elena García Armada는 마비된 어린이를 만난 후 연구 초점을 중공업 외골격에서 소아 외골격으로 전환했습니다.

10년 동안 Armada는 2.5시간 동안 전원을 공급할 수 있고 다양한 착용자의 건강 상태 변화에 따라 다양한 수준으로 적응할 수 있는 배터리 구동식 웨어러블 장치를 개발했습니다.

장치는 주로 어린이의 다리와 허리 주위의 "관절"을 감싸고 추가 지지를 위해 바퀴의 구조에 연결하여 8분 안에 설치할 수 있는 것으로 이해됩니다. 착용 강성은 환자의 근력에 따라 조정됩니다. 동시에 이 로봇 외골격 장치는 지연된 상황을 지원하고 때로는 제한된 이동성으로 인한 의학적 합병증을 예방할 수도 있습니다.

유럽 특허청에 따르면 이는 “세계 최초의 어린이 기반 적응형 로봇 외골격”입니다.

Atlas 보조 개선 효과는 명백합니다

Effects of ATLAS 2030 보행 외골격이 척수성 근위축증이 있는 어린이의 근력 및 운동 범위에 미치는 영향 II: 사례 시리즈에서 우리는 Atlas 2030에 대한 자세한 디자인 세부 정보

문서 링크:

https://jneuroengrehab.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12984-022-01055-x

Atlas 2030에는 두 가지 작업 모드가 있습니다. 자동 모드에서는 착용자에 따른 운동학적 보행 패턴을 따라가며 설정된 속도로 보행을 보조하고, 액티브 보조 모드에서는 환자의 움직임 의도를 감지하여 필요한 동작에 필요한 남은 힘을 보충하는 데 도움을 줍니다. 이러한 행동 동기는 기계 모터에 설치된 힘 센서에 의해 감지됩니다. 또한, 외골격은 착용자가 앉은 자세에서 서 있는 자세로 전환하는 데 도움을 줄 수도 있습니다.

이 모든 기능은 외골격 자체에서 제공하는 Wi-Fi 연결에 연결된 태블릿에서 실행되는 앱을 통해 제어됩니다.

장치의 제어 구조는 두 개의 상호 연결된 시스템으로 나뉩니다. 마스터 컨트롤러는 사용자로부터 받은 정보를 바탕으로 합성 궤적을 생성합니다. 상위 수준 컨트롤러는 애플리케이션에 구성된 매개변수를 기반으로 역운동학을 계산한 다음 각 관절의 각도 궤적을 모터 하위 수준 컨트롤러로 보내는 실시간 프로세서를 기반으로 합니다. 저수준 제어 시스템은 원하는 위치를 수신하고 각 관절의 측정된 위치로 루프를 닫습니다.

3명의 사용자를 대상으로 실시한 외골격 착용 실험에서 실험 종료 시 모든 측정값은 초기 상태에 비해 개선되었으며, 엉덩이 굴곡 및 신전과 무릎 굴곡 및 신전에서 가장 눈에 띄는 개선이 나타났습니다. 처음 5가지 외골격 운동, 무릎 확장 및 발목 배측 굴곡이 가장 크게 향상되었습니다.

논문조사에 따르면, 아탈스 2030 외골격 장비는 어린이의 하지 근력 향상에 좋은 치료 효과가 있는 것으로 나타났다. 임상 통합을 위한 초기 지원의 일환으로 아동 재활.

지속적인 후속기술과 후속기술의 발전으로 더 많은 아이들이 다시 일어서고 세상을 다시 인식할 수 있을 것이라 믿습니다.

관련 보고서:

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-11342177/Boy-8-stricken-cerebral-palsy-takes-steps-thanks-new-exoskeleton.html

https://www.france24.com/en/live-news/20221020-robotic-suit-gives-paralyzed-children-gift-of-walking

https://futurism.com/the-byte/cerebral-palsy -걷기-로봇-외골격

위 내용은 뇌성마비를 앓고 있는 8세 어린이의 첫 걸음을 도와주세요! 관절 유연성을 조절하는 최초의 어린이용 보행 외골격 재활 로봇의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!