Foldable pouch actuator improves finger extension in soft rehabilitation gloves
千葉大學的研究人員透過軟復健手套的設計改進,成功克服了與手指伸直或伸展相關的限制,同時又不影響現有的手指彎曲或屈曲功能,他們開發了一種新型可折疊袋致動器,可與手套中使用的現有軟致動器無縫整合。圖片來源:Wenwei Yu 教授/日本千葉大學

柔軟的復健手套已成為幫助手部功能相關殘疾患者恢復手指運動的流行工具。這些手套通常使用柔軟的氣動致動器,利用氣壓產生運動。儘管近年來設計有了顯著改進,但許多可用的軟致動器在實現手指關節典型的雙向運動方面存在缺陷——此類軟致動器有利於手指彎曲(或屈曲),但不能伸直手指(或伸展)。

千葉大學的一組生物醫學研究人員成功克服了這一設計限制,開發了一種新型可折疊袋致動器(FPA),該致動器與現有的軟致動器無縫集成手套。日本千葉大學前沿醫學工程中心於文偉教授領導的研究小組完成了這項壯舉。研究小組還包括來自日本千葉大學科學與工程研究生院的 Shota Kokubu 博士和 Pablo E. Tortós Vinocour 先生。

研究人員有發表他們的發現IEEE存取

談到這項研究的動機,於教授解釋:「儘管有部分功能,很多我遇到的手部功能障礙患者需要醫護人員的充分關注。我想知道是否有一種高效且安全的輔助裝置可以增強他們的手部功能,從而幫助他們更好地享受生活。想像他們用手操縱湯匙或筷子吃飯的樂趣。

FPA是第一個聯合模組化雙向軟致動器,這要歸功於餘教授及其研究小組的努力。它由一個扁平的可折疊結構組成,只有在受壓時才會膨脹,從而產生手指伸展所需的力量。值得注意的是,FPA 有助於柔軟復健手套中的手指伸展,而不會影響其他軟致動器提供的現有功能,例如由纖維增強彈性體致動器實現的手指彎曲。

研究團隊透過合成手指模型的測試證實了他們的發現。模型結果表明,整合式軟致動器可以為所需的手指運動產生足夠的扭矩(力),包括 0.17 牛頓米 (Nm) 的關節彎曲扭矩和 0.12 Nm 的估計伸直扭矩。

軟質復健手套的改進設計可能具有深遠的臨床應用。於教授指出了升級後的軟復健手套的一些潛在應用,這一切都歸功於FPA 的加入:「高性能模組化軟致動器可以幫助遠端復健和護理設施場景中的手部功能恢復。新型軟執行器具有由於其固有的安全性、高功能性和可穿戴性,此類輔助設備可能在我們的老齡化社會中發揮重要作用。

於教授也建議,未來的軟復健手套設計可以受益於提高製造精準度和支持特定關節復健的控制系統。

總之,餘教授和他的研究小組成功地為全球許多患有手部功能相關殘疾的患者帶來了希望,這一切都歸功於 FPA,以及改進的軟復健手套。

更多資訊:Shota Kokubu 等人,軟復健手套中單一手指關節的雙向支撐:可折疊袋致動器與模組化彈性致動器的集成,IEEE存取(2024)。DOI:10.1109/ACCESS.2024.3395468

引文:可折疊袋致動器可改善軟復健手套中的手指伸展(2024 年,7 月 22 日)檢索日期:2024 年 7 月 22 日來自 https://techxplore.com/news/2024-07-foldable-pouch-actuator-finger-extension.html

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