Новозеландские инженеры разработали кистевой экзоскелет с необычной деталью — дополнительным надуваемым актуатором в основании ладони, играющим роль второго большого пальца. Также в нем есть датчик, который считывает активность мышц и запускает работу актуаторов после того, как пользователь начал сжимать кисть.

Разработка была представлена на конференции RoboSoft 2020. При нарушениях опорно-двигательной и нервной систем пациенты зачастую полностью или частично теряют возможность выполнять бытовые действия руками. В последние годы для реабилитации инженеры стали предлагать использовать экзоскелеты рук и кистей. Но они, как правило, способны лишь помогать сгибать пальцы и не помогают разгибать, а также отводить их.

Инженеры из Оклендского университета под руководством Минаса Лиарокаписа (Minas Liarokapis) создали экзоскелет для кисти, помогающий пациентам во время всех основных типов движений — сведения и разведения пальцев, их сгибания и разгибания — и увеличивающий качество захвата предметов при помощи дополнительного «пальца» в основании ладони.

Элементы кистевой части экзоскелета / Lucas Gerez et al. / RoboSoft, 2020

Основная часть устройства — это перчатка. В ней установлено шесть тросов, позволяющих сгибать каждый палец (шестой трос позволяет отводить большой палец в сторону), и пять эластичных пластин на внешней стороне пальцев, которые пассивным образом разгибают пальцы, когда тросы расслабляются. Между указательным, средним, безымянным пальцами и мизинцем у их основания расположены небольшие надувные актуаторы — при надувании они помогают отводить пальцы.

Самый необычный элемент — это надувная структура у основания ладони. Она надувается при необходимости и поддерживает захватываемый предмет снизу, повышая надежность хвата. Все моторы для натяжения тросов и насосы для надувания располагаются в корпусе, который можно повесить на спину.

Компоненты экзоскелета на руке и спине / Lucas Gerez et al. / RoboSoft, 2020

Для активации экзоскелета пользователю нужно сначала выбрать на небольшой панели с кнопками, какие элементы надо активировать, а затем начать сгибать пальцы. Экзоскелет начинает включать актуаторы только тогда, когда мышечная активность руки превышает заданный порог — для этого на предплечье нужно наклеить электромиографические электроды.