Mjuk robothandske kan sätta vardagen inom patientens grepp

Ingenjörer vid Harvard har utvecklat en mjuk robothandske som gör att personer med begränsad handrörlighet kan greppa och plocka upp föremål. Enheten kan hjälpa de uppskattningsvis 6,8 miljoner människor i USA som har problem med handrörlighet, vare sig de beror på ett degenerativt tillstånd, stroke eller ålderdom.

Denna robothandske är mjukare och lättare än tillgänglig hjälpmedelsteknik för händerna.

Nio patienter med ALS, muskeldystrofi, ofullständiga ryggmärgsskador eller komplikationer från en stroke har testat handsken hittills.

Målet är att återställa oberoende för människor som har förlorat förmågan att förstå, säger Conor Walsh, professor vid Harvards Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering. Projektet leddes av Panagiotis Polygerinos, en teknikutvecklingsstipendiat i Walshs labb. Walsh tror att handsken inom tre år kommer att vara lämplig för användning i medicinsk miljö.

För handrörlighetssvårigheter kan befintliga robotar med hårda exoskelett fungera som hjälpmedel och vägleda patienter genom rehabiliteringsövningar. Men en mjuk robothandske anpassar sig mer flexibelt till en patients leder, spelar bra med mjukvävnad som människohud, och eftersom den är mycket lättare kan den så småningom tas hem istället för att vara begränsad till användning på en klinik.

Handsken kan ge patienterna den skicklighet de behöver för att utföra viktiga aktiviteter i det dagliga livet, säger Steve Kelly, VD och COO för Myomo, en utvecklare av robothjälpmedel för arm och hand, som inte var involverad i projektet.

Handsken är mekaniskt programmerad för att utföra en enda uppgift, utförd med en böjande rörelse av fingrarna och en böjande och vridande rörelse av tummen. Fingrarna är i huvudsak silikonballonger - rosa, gummiartade saker - med gula fibrer korsade inuti. När trycksatt vatten pumpas in i handsken från en bifogad midjepackning, hindrar fibrerna ballongen från att expandera, så deras arrangemang programmerar fingret att böjas på ett speciellt sätt. Till exempel finns det färre fibrer vid knogarna, vilket får fingret att böja sig där.

Handsken hjälper en patient med muskeldystrofi att plocka upp föremål som hon kämpat för att plocka upp tidigare.

Polygerinos låter mig prova det. Handskens utsida är gjord av ett mjukt neoprenliknande tyg, fingrarna täckta av en maskliknande serie klara gummiringar för grepp. Jag la in min vänstra hand i handsken och han vred på strömbrytarna. Motorn brummade som en bandslipmaskin, och utan någon hjälp från mig rullade mina fingrar och tumme ihop sig i en gripande rörelse. Det kändes som om någon annans hand var under min – någon starkare som rörde mina fingrar för mig. Handsken är skräddarsydd för att passa en patients hand så att lederna passar in ordentligt, och den här handsken var lite för stor för mig, men ändå kändes den bekväm.

Det är verkligen enkelt, eftersom allt du gör är att trycka på det och du får den här trevliga komplexa rörelsen, säger Walsh. Nackdelen är att det är den där rörelsen hela tiden.

Även om det är en begränsning är greppet extremt viktigt och många patienter behöver hjälp med det, säger MIT-professorn Neville Hogan, som skapar robotar för att rehabilitera strokepatienter. De flesta neurologiska störningar orsakar muskelsvaghet, vilket leder till försämrad greppstyrka, säger han. Men strokepatienters handmuskler är ofta sammanpressade som standard, så Hogan säger att de ofta har störst problem med att öppna händerna. Teamet säger att handsken för närvarande inte har tillräckligt med kraft för att öppna handen om musklerna är knutna, men de hoppas kunna lägga till den funktionen i framtiden.

De vill också göra enheten lättare. Handsken väger 10 uns, och midjepaketet som innehåller batteri, kontroller, sensorer, pump och vatten väger cirka sju pund (dubbelt så mycket som en 13-tums MacBook Pro).

Handsken manövreras antingen genom att vrida på en strömbrytare eller med röstkommando. Nästa steg är att designa en handske som kan röra sig när den upptäcker signaler i patientens egna armmuskler, så att patienterna kan kontrollera den mer intuitivt. Att designa ett sådant styrsystem är knepigt. Även patienter med samma tillstånd har individuell variation, och patienter har bra dagar och dåliga dagar. Så du kan gå en dag och prova dina elektroder – signalerna är perfekta, du kan använda handsken. Du går två dagar senare, något är fel och du får inte samma signaler igen, säger Polygerinos.

Kelly tror att kontrollmekanismen kommer att vara nyckeln. Den som har bäst kontroll kommer att ha den bästa kommersiella lösningen, säger han. Det är nog rimligt inom den femåriga tidsramen att kunna få detta som en funktionsnedsättning, bedömer han.

På frågan om han kan komma ihåg det bästa en patient har sagt när han provade handsken, ser Polygerinos eftertänksam ut och sedan lyser hans ansikte upp. Herregud, jag kan nypa igen!

Dölj