Бионический протез руки

Актуальность

Основными органами человеческого организма, позволяющими воздействовать на окружающую среду, являются руки. Утрата одной конечности приводит к большому дискомфорту в ведении повседневной жизни. Утрата обеих конечностей делает человека не дееспособным. В связи с этим, задача по возврату утраченной конечности представляет большую актуальность. При современном развитии науки и техники наиболее возможным вариантом представляется создание электромеханических протезов, по внешнему виду и функционалу походящих на природные конечности.

Целью данной работы является разработка бионического протеза, позволяющего частично возмещать функции утраченной конечности; организация системы управления на основе регистрации мышечной активности; организация системы управления на основе определения ориентации протеза в пространстве, организация тактильной обратной связи. Используются технологии 3D печати и передовые достижения технологий МЭМС.

На практике был применен только первый из описанных методов (управление по тангажу). Результат оказался положительным, пациент смог совершать манипуляции с предметами (использовать протез для удержания предметов).

Система управления на основе акселерометра и гироскопа

Управление протезом осуществляется при помощи 6-ти осевого датчика (3х осевой акселерометр + 3х осевой гироскоп), вмонтированного в корпус руки. Принцип управления следующий: при помощи алгоритма DCM []. происходит определение наклона руки относительно линии горизонта (тангаж) и угла поворота вокруг собственной оси (крен). Отсчет ведется относительно начального положения руки (в момент включения). Если тангаж положителен – рука производит хватательное движение. Если тангаж имеет отрицательное значение, то рука разжимается. Крен можно использовать для совершения вращательного движении, например, при отведении локтя в право или влево будет происходит вращение руки по часовой или против часовой стрелки. Также для управления можно независимо использовать акселерометр. Например, при резком и коротком движении вниз, рука будет совершать хватательное движение, при аналогичном движении вверх – будет разжиматься.

Результаты

• 
• 
• 



Поддержка проекта

• СПбПУ Петра Великого
  • Фаблаб Политех
  • Кафедра теоретической механики
• Лаборатория НМСТ (Нано-микросистемной техники)
• Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт имени профессора А. Л. Поленова

Команда

• Руководитель проекта: Олег Ковалев

• Научный руководитель проекта: Антон Кривцов

• Специалист по НМСТ (нано-микросистемной технике): Акульшин Юрий Дмитриевич.

• Специалист по 3D прототипированию: Дайнис Дзенушко

Контактная информация

E-mail: kovalev.oleg.o@gmail.com

Phone: +7 951 656 82 88