Robotska ruka

Sadržaj
Robotske ruke - touch bionics
TOUCH BIONICS
i - limb inačice
Princip rada
Metode upravljanja
Popis označenih fotografija
bibliografija

3,4
5,6,7
8,9
10,11
12,13
14
15

Robotske ruke - touch bionics

Što su to robotske ruke?
Većini će možda prva asocijacija robotske ruke biti ona u kakvom industrijskom okruženju uz pokretnu traku, tehnologije predstavljaju tehnološku evoluciju proteza, stoga ih se još naziva i inteligentnim protezama. Kada je riječ o protezama, podrazumijevaju se umjetne naprave koje zamjenjuju nedostajući dio tijela, a najčešće su to udovi, stoga razlikujemo proteze gornjih i donjih ekstremiteta. Takvi umjetni udovi (engl. artificial limbs) nadalje se mogu podijeliti u 3 glavne podskupine, a to su:
1. Estetske proteze
2. mioelektrične proteze
3. proteze pokretane snagom mišića.
Za razliku od pasivne estetske protetike čija svrha je isključivo kozmetičke prirode, ostale dvije skupine predstavljaju funkcionalna rješenja koja donekle omogućavaju pokretanje umjetnih udova. Dok se proteze pokretane snagom mišića (engl. body-powered) na tijelo pričvršćuju remenjem, a upravljanje (uglavnom jednostavni pokreti različitim nastavcima, npr.otvaranje i zatvaranje hvataljkom u obliku kliješta) je omogućeno povlačenjem kablova snagom suprotnog ramena, mioelektrične protezev pak zahtijevaju pogonski sustav što podrazumijeva izvor napajanja, ali i senzore koji detektiraju EMG signale prilikom kontrakcije mišića batrljka te mikrokontrolera kojim se omogućava upravljanje protezom.

U medicini, bionika (biologija + elektronika) podrazumijeva zamjenu ili poboljšanje organa i drugih dijelova tijela mehaničkim verzijama koje funkcioniraju kao živi organizmi ili njihovi dijelovi. Unatoč amputaciji uda ili djelomičnom oštećenju tijela, mozak i živčani sustav koji su njime upravljali i dalje funkcioniraju, a iskorištavanjem te činjenice unesrećenim pojedincima danas je također moguće ponuditi visoko-tehnološka rješenja u obliku bioničkih implantata koji, za razliku od proteza, teže što preciznijem oponašanju izvornih tjelesnih funkcija, ne zaustavljajući se nužno samo na tome, već stremeći i nadmašivanju istih. Upravo tu nastupa Touch Bionics.

TOUCH BIONICS

Škotska tvrtka Touch Bionics je jedan od vodećih proizvođača inteligentnih (robotskih) proteza gornjih ekstremiteta. Priča o njenom postanku započinje sredinom 80-ih godina prošlog stoljeća kada se čovjek imenom David Gow pridružuje Centru za bioinženjering pri bolnici „Princess Margaret Rose“ u Edinburgu na poziciju R&D (engl. Research & Development) inženjera te započinje rad na projektima elektroničkih ruku.

U nešto manje od deset godina predanog rada javljaju se prvi rezultati, a međunarodna javnost ga upoznaje 1998. g. kada je svijetu po prvi put prezentirano električno rame. S početkom novog milenija, Gow prima znatna start-up financijska sredstva te osniva privatnu spin-off tvrtku Touch EMAS (Edinburgh Modular Arm System) izdvajanjem iz britanskog Nacionalnog zdravstvenog sustava (NHS), koja će za samo par godina biti preimenovana u Touch Bionics kako bi „komunicirala dinamičnost tvrtkinih proizvoda i buduću usredotočenost na protetske tehnologije“.
2007. godina obilježena je predstavljanjem revolucionarnog izuma nazvanog i-limb™ i čini svojevrsni miljokaz za Touch Bionics nakon čega tvrtka biva višestruko nagrađivana, pa joj tako 2010. g. pripada nagrada kraljevske obitelji za poduzetništvo iz područja tehnoloških inovacija, dok je renomirani magazin TIME i-limb svrstao u top 50 najboljih inovacija u 2008. godini.

i-limb™ je 2007. g. u Vancouveru predstavljen kao prva komercijalno dostupna bionička ruka na svijetu koju karakterizira modularna izrada i decentralizirani pogonski sustav. Umjesto konvencijalnog pristupa s jednim središnjim motornim pogonom, Gow je iznjedrio ideju o individualnom pokretanju prstiju DC motorima koji tvore samodostatne i neovisne module. Tako pokretani prsti s pokretnim zglobovima u kombinaciji s rotacijom palca i zapešća ciljaju što boljem oponašanju ljudske ruke nudeći široki raspon pokreta i zahvata. Pogonski sustav napajaju dvije litij-ionske baterije kapaciteta 1,300 ili 2,000 mAh i u prosjeku su dostatne za cijeli dan korištenja, nakon čega njihovo punjenje traje približno 90 ili 180 min, respektivno. Ugrađeni „stall detection“ sustav raspoznaje trenutak kada je svaki prst postigao dovoljnu jačinu stiska zaustavljajući rad motora te tako sprječavajući daljnju potrošnju energije čime se direktno pridonosi produljenju trajanja baterije. Prethodno navedene značajke su sve ono što i-limb razlikuje od dotadašnjih rješenja u području umjetnih udova i protetike i samim time iz čega proizlazi revolucionarnost izuma.

i-limb je prikladan za osobe s urođenim defektima udova i amputacijom na zapešću ili podlaktici, uz preduvjet da ne boluju od neuromuskularnih bolesti i nemaju kognitivnih oštećenja jer se primarno upravljanje odvija mišičnim impulsima, odnosno EMG signalima. Gow tvrdi kako diljem svijeta postoji preko 5,000 korisnika, a procjenjuje se da globalno ima oko 2 milijuna ljudi s amputacijom gornjih ekstremiteta kojima bi i-limb mogao pomoći i podići razinu kvalitete života. Cijena uređaja s dodatnim troškovima ugradnje i stručnog osposobljavanja za njegovo korištenje kreće se u rasponu od 38,000 do 120,000 USD što znatno ograničava dostupnost svakome s prosječnim primanjima, ali tu negativnu stranu moguće je ublažiti nekim oblikom financiranja iz gomile (engl. crowfunding) ili pak sponzorstvom za što pojedini primjeri već i postoje.

i-limb™ inačice

Evolucija je i-limb dovela do nekoliko inačica zvučnih imena, (Ultra, Revolution, Quantum, Digits) svaka s određenim poboljšanjima i prilagodbama. Osim EMG signalima, Touch Bionics je upravljanje omogućio korištenjem "my i_limb" mobilne aplikacije za iOS uređaje ili preko "grip chips™" programibilnih čipova, koristeći Bluetooth® tehnologiju. Touch Bionics ističe i-limb™ Ultra kao njihovu najpopularniju inačicu koja pruža manualnu rotaciju palca i dodatne metode upravljanja preko grip chips™ ili mobilne aplikacije s brzim pristupom preprogramiranim zahvatima.

Touch Bionics je 2009. g. lansirao i-limb™ digits , rješenje namijenio osobama s djelomičnom ili potpunom amputacijom šake. Osobe bez jednog do pet prstiju time su napokon dobile električno napajani protetski uređaj. Budući da je i-limb™ digits vrlo individualizirani uređaj, nužna je izrada po mjeri (engl. custom-made) gdje se u obzir uzimaju svi specifični parametri koji opisuju oštećenja šake pojedine osobe..