עבור אנשים עם פגיעות/מחלות בעמוד השדרה (SCI/D), ביצוע משימות יומיומיות יכול להיות אתגר בגלל יכולת לקויה לתפוס ולתמרן חפצים בידיהם.
חוקרי אוניברסיטת סינסינטי, בשיתוף פעולה עם משתמשי קצה בקהילה, קיבלו מענק של 200,000 דולר של ותיקים משותקים של אמריקה (PVA) לתכנון מכשיר עוזר מרוכז ומשתמש לשימוש כדי לעזור להחזיר תנועות אחיזות ביד.
רקע לימוד
דרק וולף של UC, PhD, החוקר הראשי של הפרויקט, אמר כי מהנדסים ביו -רפואיים פיתחו שלדי אקספוזינים רבים – מכשירים רובוטיים שנלבשו על ידו של המשתמש – כדי לסייע באחיזה. מכשירים אלה עובדים לעתים קרובות היטב בהגדרות מעבדה, אך מעט משתמשי הקצה מאמצים שלדי חוץ יד ולובשים אותם בהגדרות בעולם האמיתי לטווח הארוך.
אנו מכינים את המכשירים המגניבים האלה, אך הם לא מגיעים לשלב הבא הזה מכל מספר סיבות. מה שאנחנו מנסים לעשות עם פרויקט זה הוא לכלול משתמשי קצה לאורך כל הדרך ולהתמקד בפועל להכנת מכשיר שיתורגם מעבר למעבדה. "
דרק וולף, עוזר פרופסור, המחלקה להנדסת מכונות וחומרים, המכללה להנדסה ומדע יישומי של UC
צוות המחקר שואף לשלב מכשיר שלד אקסוס -שלד עם טכנולוגיה אחרת הנקראת גירוי חשמלי פונקציונלי (FES) המריץ חשמל דרך שריר משותק כדי לגרום לשריר להתכווץ.
"אם אתה פשוט שם אקסו על היד של מישהו, אתה לא באמת מנצל את היד שנמצאת שם, שרירי זרוע שנמצאים שם," אמר וולף. "יש פער יעילות כשאתה פשוט זורק עליו אקסו. אנחנו יכולים להשתמש בשרירים האלה כדי לייצר כוח או תנועה."
הרקע של וולף כולל מומחיות ב- FES ושילובו במערכות היברידיות. בעוד שהמטרה היא בסופו של דבר לשלב באופן מלא FES עם שלד אקסו -ממונע, פרויקט זה ינסה תחילה לשלב FES עם שלד חוץ פסיבי שאינו יכול לנוע לבד.
"FES יכול להיות קשה לשלוט ולקבל שליטה מוטורית עדינה, ולכן התקווה שלנו היא להשתמש ב- EXO שמעליו כדי להקל על השליטה הזו בזמן שהתנועה עדיין מונעת על ידי ה- FES," הסביר וולף. "אז אם FES גורם לאצבע לנוע, ה- EXO הולך לנוע איתו ולקבל אחיזה נחמדה."
וולף אמר כי חסמים מרכזיים כוללים הפיכת ממשקים ידידותיים למשתמש ופשוטים לאדם ליידי לתפעול, מכשירים המסורבלים למשתמשים להמציא במהירות ולהמריא מעצמם, והעובדה שהפגיעה והצרכים של כל אדם הם ייחודיים.
"הכנת מכשיר שעוזר להרבה אנשים אך גם מסוגל לעזור לאדם אינדיבידואלי זה אתגר אמיתי", אמר. "התקווה שלנו היא שעל ידי הכללת משתמשים לאורך כל הדרך, אנחנו באמת יכולים לעשות זאת."
זכור את משתמש הקצה
כחברי צוות המחקר בתשלום במשך שנתיים מלאות של הפרויקט, תומכי שרה עלם ודייב ריד יספקו קלט על צרכיהם ובדיקת אבות -טיפוס ועיצובים חדשים, כך שהתוצר הסופי יכול להיות שימושי ופונקציונלי עבור משתמשי הקצה כמוהם.
"פרופסור וולף אמר לי, 'אתה לא יכול לדמות נכות'", אמר עלם, 48, שיש לו טרשת נפוצה והיא רביעית עם שימוש מוגבל ביד שמאל לא -דומיננטית. "זה לא משהו שהם יכולים להמציא באמצעות משהו אחר. היה להם מאוד חשוב שאני יודע שאני חבר לקבוצה ולא רק האדם הנכה שנכנס לעזור להם."
ריד, 71, נהג UPS בדימוס, חזר לתנועה חלקית של זרועותיו ורגליו ומשתמש בכסא גלגלים כוח לאחר פגיעה בחוט השדרה C3.
"אמרתי כן לפרויקט כי חשבתי שזה יעזור לאנשים אחרים כמוני, וחשבתי שזה יהיה מעניין, מתוך סוג של בריאות הנפש, להיות חלק ממשהו גדול ממני," אמר ריד. "תמיד אהבתי מדע. חשבתי שיהיה טוב להיות חלק ממסוג של פרויקט מדעי, ואני ממש מצפה לעשות את זה."
ריד אמר שהמחקר יכול לעזור לו במשימות כמו להניע את כסא הגלגלים שלו טוב יותר ולהחתים את שמו. עלם ציין כי גם בשלביו המוקדמים של הפרויקט, היה מרגש להתקדם כצוות.
"בפגישה הראשונה שלנו, פשוט עבדנו על איסוף פריטים והרים ואחוזנו פחית והעברת פחית," אמרה. "אבל יש התרגשות בסביבה – אה, שטויות קדושות, זה עבד כמו שרצינו!"
וולף אמר כי המהנדסים יכולים לעתים קרובות להיקלע לאתגר הנדסי או רעיון גדול שהם מאמינים שיעזרו למשתמשים, אך בסוף הפרויקט החידושים שלהם אינם פותרים בעיות בעולם האמיתי.
וולף אמר כי "אני מאוד נרגש להיות מסוגל שהשרה ודייב היו מעורבים, ללמד אותי וללמד את התלמידים במעבדה כיצד אנו פותרים את הדברים שאנשים אכפת להם". "התקווה שלי היא ששני התומכים בסופו של דבר יפתחו איתנו מערכת יחסים ויישארו איתנו לטווח הארוך – שם הם מנחים את הפרויקט הבא, והפרויקט הבא, וכל פרויקט שאנחנו עושים הוא למעשה מבוסס על הצרכים שלהם ומה הם מבינים את צרכי הקהילה להיות."
חווית סטודנטים
ראיין קודה, סטודנט שרודף את הדוקטורט שלו בהנדסת מכונות, יוביל חלק ניכר מההיבטים העיצוביים היומיומיים של הפרויקט ואמר שהוא מדמיין את העבודה על פרויקטים כאלה כששקלל תוכניות לתארים מתקדמים.
"בחרתי ב- UC מכיוון שהיא מציעה הזדמנויות נהדרות לעבוד בביומכניקה, ולבצע בית ספר לרפואה בקרבת מקום זה יתרון עצום לשיתוף פעולה ומחקר", אמר. "בהרבה בתי ספר ובתוכניות מחקר רבות אתה עושה את העבודה אבל לעולם לא רואה את זה מוביל לשינוי בעולם האמיתי. מה שהכי חשוב לי זה לעשות מחקר שהוא באמת תרגומי – שם אנו בונים משהו שיכול לשפר ישירות את חייהם של אנשים."
בעבודה עם המשוב והצרכים של ריד ואלם, קודה ושאר הצוות מעצבים בימים אלה את השלד האבטיפוס הראשון.
"משם אנו עובדים בספרינטים של חודשיים: תכנון אב-טיפוס, איסוף משוב מהמשתמשים, זיקוק העיצוב וחזור על התהליך כדי להמשיך להשתפר עם כל איטרציה", אמרה קודה.
העבודה על מענק PVA היא אישית עבור קודה, שמגיעה ממשפחה צבאית ותכננה להצטרף לצבא עצמו לפני שפציעת זרוע פגעה בתוכניותיו.
"אני מבין את סוג התמיכה של ותיקים וחברי השירות באמת צריכים, ואני כל הזמן שומע על פערי הטיפול שהם מתמודדים איתם," אמרה קודה. "סבא שלי היה חבר בוותיקים של מלחמות זרות, ומכיוון שהם עובדים בשיתוף פעולה הדוק עם PVA, זה ממש משמעותי להגיע למעגל מלא ולתרום לאותה משימה."
