UPC 研究團隊使用3D打印設計可定制的經橈動脈假體，幫助改善殘疾人生活質量
時間：2022-10-04 16:35 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2022年10月4日，來自UPC巴塞羅那工業工程學院（ETSEIB）的Arm2u生物醫學工程團隊，利用3D打印技術設計并制造了一個可定制的經橈骨假體，可對用戶的神經沖動做出響應。
來自加泰羅尼亞理工大學（UPC）巴塞羅那工業工程學院（ETSEIB）的15名本科生和碩士生有著一個共同的目標：利用輔助技術改善殘疾人的生活質量。有關該項目的具體研究內容是年輕的生物醫學工程團隊Arm2u正在開發一種經橈骨的假體，它可以替代肘部以下缺失的手臂，具有肌電控制功能，即由肌肉收縮產生的自然電信號控制。
△3D 打印的經橈動脈肌電假體的細節
在去年創造了第一個假體之后，Arm2u團隊又向前邁進了一步，創造了第二個原型，一個功能齊全的機器人手臂，能夠實現手的前傾（前臂旋轉）和打開/關閉動作。它以EMG傳感器為基礎，收集病人肌肉收縮的指令，并將這些電脈沖轉化為微控制器可以理解和使用的信號。
這套假體是用PLA塑料3D打印的，因此可以低成本生產，團隊負責人之一Lluís Bonet
Ortuño解釋道："在開發假體時，我們的主要目標之一是用可負擔得起的技術制作一個原型，這樣它就可以在沒有高成本的情況下不斷生產和修改。利用3D打印技術，我們以比市場上類似假體低得多的成本創造了一個假體。"
原型部件
原型完全由Arm2u團隊設計，包括四個基本部件，它們以協調的方式工作，以實現移動性：
- 插座，它將設備牢牢地固定在肢體上；
- prono，它存儲了大部分電子元件，并容納了假體的控制和狀態信息元素；
- 抓手，一個鉗形元件，用于操縱物體；
-
最后是電子部分，它使用ArduinoUno微控制器連接傳感器、電機和其他元素，用于控制設備并向用戶報告其狀態。
第二個模型有幾項改進，如一個集成的LCD屏幕，它連續報告假體的狀態，提供關于電池壽命、指尖力度、內部溫度等信息。
此外，新的設計具有更強的適應性，可以根據用戶的手臂大小進行調整，而且與以前的型號相比，總重量有所減少，這使它更加舒適。
△調整機械臂
團隊合作
Arm2u是一個2018年在巴塞羅那創建的大學團隊，總部設在ETSEIB。它是一個由ETSEIB的工業技術工程學士學位、工業工程碩士學位和自動控制與機器人碩士學位的學生組成的多學科小組，對應用于生物技術的機械學和電子學擁有極高的興趣。
△Arm2u團隊，由巴塞羅那工業工程學院 (ETSEIB) 的學生組成
為了推動假肢行業的發展，該團隊被組織成三個領域：機械部門，負責開發概念性的CAD模型（包括動力學和靜態模擬）選擇材料和研究制造系統；電子部門，負責控制假肢中的多個執行器和獲取肌電信號；以及管理部門，負責制定商業和財務計劃，管理資源和預算，內部管理，溝通和其他。
據同樣是團隊負責人的Aleix Ricou表示："團隊的目標是開發新的假肢，以幫助人們的日常生活，并繼續進行生物醫學工程的研究。我們希望成為所有想了解這一領域的學生的一個領先的大學團隊，我們愿意與任何與我們有同樣關注的人合作"。
FME工程專業的學生——Arm2u的策劃人
策劃人是這項設計和開發假肢項目的一個關鍵角色，是為其定制原型并在真實環境中測試其功能的人。在Arm2u團隊設計的機械臂的案例中，策劃者是Kyle Briggs，他是UPC數學和統計學院（FME）統計和運營研究專業的一名美國學生。
△研究假肢的團隊成員
Kyle一生中曾使用過幾個假肢來進行騎自行車或工作等活動，他承認他很喜歡佩戴ETSEIB團隊開發的假肢。5月18日，在瑞士蘇黎世舉行的Cybathlon挑戰賽上，這位學生用Arm2u假肢進行了"比賽"。在這個比賽中，身體殘疾的人通過處理日常任務來測試由世界各地的大學和公司的研究團隊開發的假肢，如處理和運輸物體，并將它們放置在有不同槽位的立方體中的特定位置。
現在，該團隊正期待著2024年的Cybathlon，這是主要的活動，由六個測試組成。參加這種類型的體驗是非常積極的，因為它加強了團隊成員之間的聯系。正如學生們所解釋的那樣："開展一個工程項目并在其他專業人士面前進行國際展示是一種有益的經歷，它使我們感到自豪，并讓我們有機會親身體驗我們在未來的職業生涯中可能遇到的那種情況。作為一個團隊追求一個共同的目標，使我們能夠共同面對這一挑戰，互相給予力量和支持，并使我們的技能得到補充，以完成團隊的任務"。
△Arm2u團隊策劃者Kyle Briggs 在5月瑞士Cybathlon 挑戰賽的一項測試中使用假肢
(責任編輯：admin)
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