Traduzione dell'articolo:Due professori assistente di ingegneria meccanica all'Università dello Iowa hanno creato un dispositivo robotico per offrire alle persone con disabilità agli arti una gamma più ampia di movimento. In questo momento, la coppia è focalizzata sugli arti superiori e il loro primo prototipo aumenta la mobilità del polso.
I ricercatori, Venanzio Cichella e Caterina Lamuta, hanno lavorato insieme per sviluppare un dispositivo flessibile e leggero che può essere alimentato con una piccola batteria. Lamuta e i suoi studenti stanno progettando e sviluppando il dispositivo stesso e Cichella e il suo studente stanno sviluppando i controlli del dispositivo.
Il dispositivo si adatta alla mano e al polso come un guanto e utilizza muscoli artificiali fatti di fibre di carbonio che sono forti e flessibili, ha detto Lamuta. I muscoli possono sollevare 12.600 volte il loro peso e molti di questi muscoli artificiali possono essere utilizzati per riprodurre la disposizione del muscolo umano. Una piccola batteria può essere utilizzata per alimentare il dispositivo, ha detto.
"Quindi, l'idea è quella di utilizzare questo muscolo artificiale più flessibile come alternativa agli attuatori tradizionali rumorosi e pesanti come motori elettrici o attuatori idraulici o pneumatici", ha detto Lamuta.
Il prototipo attuale può eseguire alcuni gradi di estensione e flessione del polso, ha detto, ma i ricercatori stanno lavorando per aumentare le capacità di movimento del dispositivo.
Gli attuatori utilizzati dai ricercatori sono molto economici, ha affermato Cichella. Ciò consente loro non solo di creare un dispositivo portatile ed economico, ha affermato, ma anche di inserire più attuatori nel dispositivo.
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Con così tanti attuatori, alla fine divenne la domanda su come spostare ciascuno di essi al fine di ottenere l'azione o il movimento desiderati, ha detto.
Cichella sta sviluppando solidi algoritmi di controllo che possono essere implementati nel dispositivo. Lui e il suo studente stanno sviluppando strumenti teorici che aiuteranno a trovare i controlli ottimali per il dispositivo, ha affermato Cichella, e l'obiettivo è quello di implementare gli algoritmi sul lato del dispositivo.
Tra la diffusione del nuovo coronavirus, alcuni ordini di forniture per la costruzione di sensori sono stati ritardati e il lavoro da casa fa sì che non possano usare macchinari più grandi nei laboratori, ha detto Lamuta, quindi avranno ritardi nel loro lavoro.
"Parte della nostra ricerca si svolge nel laboratorio, che ora è il soggiorno della nostra casa e delle case dei nostri studenti, e anche su carta e penna, quindi (la sfida) si estende sia a livello teorico che sperimentale", ha detto Cichella.
Due Ph.D. dell'interfaccia utente gli studenti e uno studioso in visita dall'Italia stanno aiutando con lo sviluppo di algoritmi e prototipi del dispositivo.
Thilina Weerakkody, Ph.D. studente e Carlo Greco, lo studioso in visita, stanno lavorando con Lamuta per sviluppare il dispositivo stesso.
Weerakkody, che ha un background nello sviluppo di dispositivi biomedici, ha lavorato sul dispositivo, che è simile a una mano esoscheletro, per controllarlo con feedback esterno. Ora, è in procinto di sviluppare sensori esterni per il dispositivo, ha detto.
Il primo prototipo aveva un solo grado di libertà per il polso, ha aggiunto.
"Ora nel secondo prototipo, abbiamo sviluppato un prototipo stampato in 3D, quindi in questa fase stiamo cercando di ottenere due casi di libertà", ha detto Weerakkody.
Greco ha contribuito a progettare il muscolo utilizzato nel guanto, scegliendo la dimensione e la lunghezza dei muscoli e studiando gli schemi del polso, ha detto. Inizialmente il guanto era in grado di muoversi su e giù in un movimento, ha detto Greco, ma ora stanno lavorando per migliorare il movimento nell'altra direzione.
"I nostri test ora vengono eseguiti su una mano stampata in 3D con un avambraccio e possiamo misurare lo spostamento dell'angolo di rotazione", ha detto Greco. "... [Se] una persona fa un movimento da sola e la nostra mano [dovrebbe] fare lo stesso movimento nello stesso [tempo]."
Calvin Kielas-Jensen, Ph.D. studente, ha lavorato con Cichella per sviluppare algoritmi di controllo per il dispositivo. Stanno lavorando con un sistema di motion capture per fornire loro una precisione submillimetrica per le posizioni del polso.
Con un background in ingegneria elettrica, Kielas-Jensen ha aiutato con l'elettronica nel dispositivo. Fornisce feedback su quale tipo di sensori dovrebbe essere usato e quale tipo di algoritmi dovrebbero essere usati per leggere i dati, ha aggiunto Kielas-Jensen.
"È un dispositivo di riabilitazione, quindi ci sono molti medici di riabilitazione che affermano che è davvero bello avere persone che fanno qualcosa con le mani", ha detto. "Una cosa è dare a un paziente una palla antistress da spremere, ma si stanca, diventa noioso."
Fonte: https://dailyiowan.com/2020/04/26/researchers-at-the-ui-create-robotic-rehabilitation-device-to-help-increase-range-of-motion-in-the-wrist/?fbclid=IwAR0saqNV7n9Iv_tdpR3z7aJY6zvnGOvlRCnybw9EqMwumeN7B8RdInCySyw
https://dailyiowan.com/2020/04/26/researchers-at-the-ui-create-robotic-rehabilitation-device-to-help-increase-range-of-motion-in-the-wrist/?fbclid=IwAR0toSNiQLBkXfhB3bl2JX3DFDtiVFGEEDhqxqNl_SHyhkWwFdAIkD_D9CM
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