대반란 – 휠체어의 종말?
휠체어를 사용해 본 적이 없는 사람은 외골격과 별 차이가 없다고 생각할 수도 있고, 심지어 휠체어가 이동성을 제공하고 더 빠르고 효율적인 움직임을 제공한다고 생각할 수도 있습니다. 그러나 전문가와 장애인 스스로는 마비된 사람들에게는 움직이는 것뿐만 아니라 휠체어에서 내려 똑바로 서있는 것이 매우 중요하다고 강조합니다.
12년 2014월 17일, 현지 시간 XNUMX시 직전, 브라질 상파울루 아레나 코린치앙스에서 장애인 마차평소 가던 곳을 발로 딛고 월드컵에서 첫 패스를 했다. 그는 마인드 컨트롤 외골격(1)을 착용했습니다.
1. 브라질 월드컵 첫 킥
제시된 구조는 Walk Again 프로젝트에 초점을 맞춘 국제 과학자 그룹의 수년간의 작업 결과입니다. 홀로 외골격 프랑스에서 제작되었습니다. 이 작업은 뮌헨 기술대학교의 Gordon Cheng이 공동으로 진행했으며, 뇌파를 읽는 기술은 주로 미국에서 개발되었으며 듀크대학교에서도 이루어졌습니다.
이것은 기계 장치의 마인드 컨트롤에 대한 최초의 대량 발표였습니다. 이전에는 외골격이 컨퍼런스에서 발표되거나 실험실에서 촬영되었으며, 녹음 내용은 온라인에서 가장 자주 발견되었습니다.
외골격 Miguel Nicolelis 박사와 156명의 과학자 팀이 건설했습니다. 공식 명칭은 브라질 개척자인 Albert Santos-Dumont를 기리기 위해 BRA-Santos-Dumont입니다. 또한 피드백 덕분에 환자는 장비에 있는 전자 센서 시스템을 통해 자신이 하고 있는 일을 "느껴야" 합니다.
당신의 발로 역사를 입력하세요
32세인 Claire Lomas(2)의 이야기는 다음과 같은 사실을 보여줍니다. 외골격 장애인에게 새로운 삶의 길을 열어줄 수 있습니다. 2012년에는 하반신이 마비된 영국 소녀가 런던 마라톤에 참가해 명성을 얻었습니다. XNUMX일이 걸렸지만 그녀는 해냈습니다! 이 위업은 이스라엘의 스켈레톤 ReWalk 덕분에 가능해졌습니다.
2. ReWalk 외골격을 착용한 Claire Lomas
Clare 씨의 성과는 2012년 최고의 기술 행사 중 하나로 선정되었습니다. 이듬해 그녀는 약점을 가지고 새로운 경주를 시작했습니다. 이번에 그녀는 수동 자전거로 400마일, 즉 600km 이상을 타기로 결정했습니다.
그 과정에서 그녀는 가능한 한 많은 도시를 방문하려고 노력했습니다. 폐쇄 기간 동안 그녀는 ReWalk를 설립하고 학교와 다양한 기관을 방문하여 척수 부상 환자를 돕기 위한 소식을 전파하고 기금을 모금했습니다.
외골격 아직 교체하지 않을 거예요 휠체어. 예를 들어, 마비된 사람이 안전하게 길을 건너기에는 너무 느립니다. 그러나 이러한 구조는 최근에야 테스트되었으며 이미 많은 이점을 가져올 수 있습니다.
장벽을 극복하는 능력과 심리적 편안함 외에도 골격은 휠체어 사용자에게 적극적인 재활의 기회를 제공합니다. 똑바로 선 자세는 심장, 근육, 순환계 및 매일 앉아 있기 때문에 약해진 신체의 다른 부분을 강화시킵니다.
조이스틱이 있는 해골
HULC 군용 외골격 프로젝트로 유명한 Berkeley Bionics는 XNUMX년 전에 제안했습니다. 외골격 장애인을 위한 이름은 eLEGS(3)입니다. 마비된 사람들을 위해 설계된 사용하기 쉬운 디자인입니다. 무게는 20kg이며 최대 3,2km/h의 속도로 걸을 수 있습니다. XNUMX시.
이 장치는 휠체어에 제한된 사용자가 단 몇 분만에 장치를 착용하고 이동할 수 있도록 설계되었습니다. 옷과 신발을 신고 배낭에 사용되는 것과 같은 벨크로와 버클로 고정됩니다.
제어는 제스처를 사용하여 수행되고 해석됩니다. 외골격 온보드 컴퓨터. 걷기는 균형을 유지하는 데 도움이 되도록 목발을 사용하여 수행됩니다. ReWalk 및 유사한 American eLEGS는 비교적 가볍습니다. 완전한 안정성을 제공하지 못하므로 목발에 대한 지지가 필요하다는 점을 인정해야 합니다. 뉴질랜드 회사인 REX Bionics는 다른 길을 택했습니다.
4. Rex Bionics의 외골격
그녀가 만든 REX의 무게는 무려 38kg이지만 매우 안정적입니다(4). 그는 수직에서 크게 벗어나 한쪽 다리로 서 있는 경우에도 대처할 수 있습니다. 또한 다르게 처리됩니다. 몸의 균형을 맞추는 대신 사용자는 작은 조이스틱을 사용합니다. 로봇 외골격(Robotic Exoskeleton, 줄여서 REX)은 개발하는 데 14년 이상이 걸렸으며 2010년 XNUMX월 XNUMX일에 처음 시연되었습니다.
외골격이라는 아이디어를 기반으로 일어서고, 걷고, 옆으로 움직이고, 회전하고, 구부리고, 마침내 걸을 수 있는 한 쌍의 로봇 다리로 구성됩니다. 이 제안은 매일 전통적인 제품을 사용하는 사람들을 위한 것입니다. 장애인 마차.
이 장치는 필요한 모든 현지 표준을 받았으며 여러 재활 전문가의 제안을 고려하여 만들어졌습니다. 로봇 다리로 걷는 법을 배우는 데는 XNUMX주가 걸립니다. 제조업체는 뉴질랜드 오클랜드의 REX 센터에서 교육을 제공합니다.
뇌가 작용한다
최근 휴스턴 대학의 엔지니어 Jose Contreras-Vidal은 BCI 뇌 인터페이스를 뉴질랜드 외골격에 통합했습니다. 따라서 스틱 대신 REX를 사용자의 마음으로 제어할 수도 있습니다. 그리고 물론 이것이 "뇌에 의해 제어"될 수 있는 유일한 유형의 외골격은 아닙니다.
한국과 독일 과학자 그룹이 작업을 개발했습니다. 외골격 제어 시스템 뇌파검사 장치와 LED를 기반으로 한 뇌 인터페이스를 이용한 하지 움직임.
예를 들어 휠체어 사용자의 관점에서 볼 때 매우 유망한 이 솔루션에 대한 정보는 몇 달 전에 전문 저널인 "Journal of Neural Engineering"에 게재되었습니다.
이 시스템을 사용하면 앞으로 이동하고, 왼쪽 및 오른쪽으로 회전하고, 제자리에 안정을 유지할 수 있습니다. 사용자는 일반적인 EEG "헤드셋"을 머리에 착용하고 XNUMX개의 LED 어레이에 초점을 맞추고 보면서 적절한 펄스를 보냅니다.
각 LED는 특정 주파수로 깜박이고 외골격을 사용하는 사람은 특정 주파수에서 선택한 LED에 집중하여 EEG에서 해당 뇌 자극을 읽습니다.
짐작할 수 있듯이 이 시스템에는 약간의 준비가 필요하지만 개발자가 확신하는 것처럼 모든 뇌 소음에서 필요한 자극을 효과적으로 포착합니다. 피험자가 다리를 움직이는 외골격을 효과적으로 제어하는 방법을 배우는 데 일반적으로 약 XNUMX분이 걸렸습니다.
외골격을 제외하고.
대신 외골격 휠체어 - 이 기술은 실제로 번성하지 않았으며 더 많은 새로운 개념이 등장하고 있습니다. 마음으로 비활성 기계 요소를 제어할 수 있다면 외골격그렇다면 마비된 사람의 불활성 근육에 BCI와 같은 인터페이스를 사용하는 것은 어떨까요?
5. 마비된 사람은 외골격 없이 BCI를 착용하고 걷는다.
이 솔루션은 2015년 26월 말에 Dr. An Do가 이끄는 University of California, Irvine의 NeuroEngineering and Rehabilitation Experts 저널에 설명되어 있으며 5년 동안 마비된 XNUMX세 환자에게 EEG 파일럿을 장착했습니다. 그의 머리에 그리고 고정된 무릎을 둘러싼 근육에서 전기 자극을 포착하는 전극에 연결됩니다(XNUMX).
수년간 움직이지 못한 채 다시 다리를 사용할 수 있기 전에 그는 BCI 인터페이스를 사용하는 사람들을 위한 일반적인 교육을 받아야 했던 것 같습니다. 그는 가상 현실에서 공부했습니다. 그는 또한 체중을 지탱하기 위해 다리 근육을 강화해야 했습니다.
그는 워커로 3,66m를 걸었고 덕분에 균형을 유지하고 체중의 일부를 옮겼습니다. 놀랍고 역설적으로 들릴지 모르지만 그는 팔다리를 제어할 수 있게 되었습니다!
이러한 실험을 수행한 과학자들에 따르면, 이 기술은 기계적 보조 및 보철물과 함께 장애인 및 심지어 마비된 사람들에게 상당한 이동성을 회복하고 외골격보다 더 많은 심리적 만족을 제공할 수 있습니다. 어찌됐든 대수레 봉기는 불가피해 보인다.
