可折叠袋式执行器可改善软康复手套的手指伸展

Josiah02 · 发表于 2024-7-23 09:09:24

　　软式康复手套已成为帮助手部功能障碍患者恢复手指运动的流行工具。这些手套通常使用软式气动致动器，利用气压来产生运动。尽管近年来设计有了重大改进，但许多可用的软式致动器在实现手指关节典型的双向运动方面存在缺陷——这种软式致动器有助于手指弯曲（或屈曲），但不能帮助手指伸直（或伸展）。
　　千叶大学的一组生物医学研究人员成功克服了这一设计限制，他们开发了一种新型可折叠袋式执行器 (FPA)，可以与康复手套中现有的软执行器无缝集成。日本千叶大学前沿医学工程中心的余文伟教授领导的研究小组完成了这一壮举。该研究小组还包括日本千叶大学理工学院的 Shota Kokubu 博士和 Pablo E. Tortós Vinocour 先生。
　　研究人员在《IEEE Access》上发表了他们的研究成果。
　　谈到这项研究的动机，余教授解释道：“我遇到的许多患有手部功能相关残疾的老年人，尽管手部功能不全，但他们仍需要医护人员的全力关注。我想知道，一种高效安全的辅助设备能否增强他们的手部功能，帮助他们更好地享受生活。想象一下，他们用手拿着勺子或筷子吃饭时的快乐。” FPA 确实让世界更接近这一现实。
　　FPA 是首款关节模块化双向软体致动器，这要归功于余教授及其研究小组的努力。它由一块可折叠的平板结构组成，只有在加压时才会膨胀，从而产生手指伸展所需的力量。值得注意的是，FPA 有助于软康复手套中的手指伸展，而不会损害其他软体致动器提供的现有功能，例如由纤维增强弹性体致动器实现的手指屈曲。
　　研究团队通过对合成手指模型的测试证实了他们的发现。模型结果表明，集成的软致动器可以产生足够的扭矩（力）来满足所需的手指运动，包括 0.17 牛顿米 (Nm) 的关节弯曲扭矩和 0.12 Nm 的估计伸直扭矩。
　　软式康复手套的改进设计可能具有深远的临床应用。余教授指出，升级后的软式康复手套有几个潜在的应用，这都要归功于 FPA 的加入：“高性能模块化软式执行器可以帮助远程康复和护理设施场景中的手部功能恢复。新型软式执行器不仅可用于帮助康复，还可以作为辅助设备用于协助日常生活活动。由于其固有的安全性、高功能性和可穿戴性，此类辅助设备可能在我们的老龄化社会中发挥重要作用。”
　　余教授还建议，未来的软康复手套设计可以通过提高制造精度和控制系统来支持特定关节的康复。
　　总而言之，余教授及其研究小组成功地为全世界许多患有手部功能相关残疾的患者带来了希望，这一切都要归功于 FPA，以及改进的软康复手套。

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