O braço biorobótico inovador usa músculos artificiais para combater tremores, abrindo caminho para soluções vestíveis

Estima -se que cerca de 80 milhões de pessoas em todo o mundo vivem com um tremor. Por exemplo, aqueles que vivem com a doença de Parkinson. Os movimentos periódicos involuntários às vezes afetam fortemente como os pacientes são capazes de realizar atividades diárias, como beber de um vidro ou escrever.

Os dispositivos robóticos macios e vestíveis oferecem uma solução potencial para suprimir esses tremores. No entanto, os protótipos existentes ainda não são sofisticados o suficiente para fornecer um remédio real.

Cientistas do Instituto Max Planck for Intelligent Systems (MPI-IS), a Universidade de Tübingen e a Universidade de Stuttgart sob a colaboração Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (bits) querem mudar isso. A equipe equipou um braço biorobótico com dois fios de músculos artificiais amarrados ao longo do antebraço.

O artigo de pesquisa é publicado na revista Dispositivo.

O braço biorobótico – obteve o paciente mecânico – simula um tremor. Vários tremores reais foram gravados e projetados no braço biorobótico, que então reflete como cada paciente sacode o pulso e a mão. No entanto, uma vez que a supressão do tremor é ativada, os músculos artificiais leves, que são feitos de atuadores eletro-hidráulicos, contraem e relaxam de maneira a compensar o movimento de entrada e volta. Agora, o tremor dificilmente pode ser sentido ou visto.

Com este braço, a equipe quer alcançar dois objetivos. Primeiro, a equipe vê seu braço biorobótico como uma plataforma para outros cientistas do campo testarem novas idéias na tecnologia de exoesqueleto de assistência. Juntamente com suas simulações biomecânicas de computador, os desenvolvedores podem validar rapidamente o desempenho de seus músculos artificiais suaves, evitando assim que os testes clínicos consumidos e caros em pacientes reais-o que em alguns países nem é legalmente possível.

Além disso, o braço serve como um leito de teste para os músculos artificiais que o departamento de materiais robóticos da MPI-IS é bem conhecido na comunidade científica.

Ao longo dos anos, esses chamados hasels foram ajustados e melhorados. É a visão da equipe para Hasels para um dia se tornar os blocos de construção de um dispositivo de assistência vestível que os pacientes com tremor podem usar confortavelmente para poder lidar melhor com tarefas diárias, como segurar um copo.

“Vemos um grande potencial para que nossos músculos se tornem os blocos de construção de uma peça de roupa, pode-se usar muito discretamente, para que outros nem percebam que a pessoa sofre de um tremor”, diz Alona Shagan Shomron, um pós-doutorado no departamento de materiais robóticos da MPI-IS e o primeiro autor do artigo.

“Mostramos que nossos músculos artificiais, que são baseados na tecnologia Hasel, são rápidos e fortes o suficiente para uma grande variedade de tremores no pulso. Isso mostra o grande potencial de um dispositivo de assistência vestível à base de Hasel para indivíduos que vivem com um tremor”, acrescenta Shagan.

“Com a combinação de modelos mecânicos de pacientes e biomecânicos, podemos medir se algum músculo artificial testado for bom o suficiente para suprimir todos os tremores, mesmo os muito fortes. Portanto, se alguma vez criamos um dispositivo vestível, poderíamos ajustá -lo para responder individualmente a cada tremor”, acrescenta Daniel Häufle. Ele é professor do Instituto Hertie de Pesquisa Cerebral Clínica da Universidade de Tübingen. Entre outras coisas, ele criou a simulação de computador e coletou os dados do tremor dos pacientes.

“O paciente mecânico nos permite testar o potencial de novas tecnologias muito cedo no desenvolvimento, sem a necessidade de testes clínicos caros e demorados em pacientes reais”, diz Syn Schmitt, professor de biofísica computacional e biorobótica da Universidade de Stuttgart.

“Muitas boas idéias geralmente não são mais seguidas, pois os testes clínicos são caros, demorados e difíceis de financiar em estágios muito iniciais do desenvolvimento da tecnologia. Nosso paciente mecânico é a solução que nos permite testar o potencial muito cedo no desenvolvimento”.

“A robótica tem um grande potencial para aplicações de saúde. Este projeto bem-sucedido destaca o papel principal que os sistemas robóticos suaves, baseados em materiais flexíveis e deformáveis, desempenharão”, conclui Christoph Keplinger, diretor do departamento de materiais robóticos da MPI-IS.