Nhóm sinh viên kỹ thuật đã phát triển một cánh tay giả in 3D cho người khuyết tật

Một trong những mục tiêu chính của nhóm là phát triển bộ phận giả với công nghệ có giá cả phải chăng để nó có thể được sản xuất và sửa đổi liên tục mà không tốn kém chi phí.
Nhóm sinh viên kỹ thuật đã phát triển một cánh tay giả in 3D cho người khuyết tật
Đội Arm2u sử dụng chân giả trong một thử nghiệm tại Cuộc thi Cybathlon ở Thụy Sĩ vào tháng Năm.

Nhóm kỹ sư y sinh Arm2u từ Trường Kỹ thuật Công nghiệp Barcelona (ETSEIB) thuộc Đại học Politècnica de Catalunya đã thiết kế và chế tạo một bộ phận giả xuyên truyền thống có thể định cấu hình để phản ứng với các xung thần kinh của người dùng bằng công nghệ in 3D.

Các sinh viên cấp bằng cử nhân và thạc sĩ của UPC đã bắt đầu cải tiến chân giả cho người khuyết tật bằng cách sử dụng các công nghệ hỗ trợ. Arm2u là một bộ phận giả có thể thay thế một cánh tay bị mất bên dưới khuỷu tay. Nó có thể được điều khiển bằng điều khiển cơ điện, có nghĩa là nó được điều khiển bởi các tín hiệu điện tự nhiên được tạo ra bởi sự co cơ.

Sau sự phát triển của bộ phận giả đầu tiên vào năm ngoái, nhóm nghiên cứu đã phát triển thêm nguyên mẫu thứ hai, một cánh tay robot đầy đủ chức năng và cho phép đóng mở bàn tay và xoay cẳng tay. Nó dựa trên cảm biến EMG, thu thập các hướng dẫn từ sự co cơ của bệnh nhân và chuyển đổi các xung điện này thành tín hiệu mà bộ vi điều khiển có thể hiểu và sử dụng.

ADDAFFI

Chi phí thấp hơn các bộ phận giả tương tự
Chân giả được in 3D bằng nhựa PLA, vì vậy nó có thể được sản xuất với chi phí thấp, theo giải thích của Lluís Bonet Ortuño, một trong những trưởng nhóm nghiên cứu:
“Một trong những mục tiêu chính của chúng tôi khi phát triển bộ phận giả là tạo ra một nguyên mẫu với công nghệ có giá cả phải chăng để nó có thể được sản xuất và sửa đổi liên tục mà không tốn kém chi phí. Sử dụng phương pháp in 3D, chúng tôi đã tạo ra một bộ phận giả với chi phí thấp hơn nhiều so với các bộ phận giả tương tự trên thị trường”.


Chi tiết về bộ phận giả cơ điện qua truyền thống được in 3D. Nguồn: UPC

Nguyên mẫu, được tạo ra hoàn toàn bởi nhóm Arm2u, bao gồm bốn thành phần chính hoạt động cùng nhau để cho phép khả năng di chuyển:
 - Ổ cắm, giúp gắn thiết bị vào chi tiết một cách an toàn.
 - Prono, nơi lưu trữ phần lớn thiết bị điện tử và chứa các thành phần điều khiển và thông tin trạng thái của chân giả.
 - Bộ kẹp, một bộ phận có dạng kẹp để thao tác các đồ vật.
 - Linh kiện điện tử sử dụng vi điều khiển Arduino Uno để kết nối các cảm biến, động cơ và các thành phần khác.

Mô hình thứ hai có một số cải tiến, bao gồm màn hình LCD tích hợp liên tục cập nhật thông tin về trạng thái của chân giả, bao gồm tuổi thọ pin, nỗ lực cần thiết của các đầu ngón tay, nhiệt độ bên trong và hơn thế nữa. Thiết kế mới cũng nhẹ hơn về tổng thể so với thế hệ trước, mang lại cảm giác thoải mái hơn và khả năng thích ứng được cải thiện cho phép điều chỉnh phù hợp với kích thước cánh tay của người dùng.

Tất cả là nhờ tinh thần đồng đội
"Nhóm đặt mục tiêu phát triển các bộ phận giả mới để giúp mọi người trong cuộc sống hàng ngày và tiếp tục nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật y sinh. Chúng tôi muốn trở thành nhóm đại học hàng đầu cho tất cả sinh viên muốn tìm hiểu về lĩnh vực này và chúng tôi sẵn sàng làm việc với bất kỳ ai chia sẻ mối quan tâm của chúng tôi”, trưởng nhóm Aleix Ricou cho biết.

Nhóm nghiên cứu được chia thành ba phòng ban với mục tiêu thúc đẩy ranh giới của ngành công nghiệp chân tay giả: cơ khí, điện tử và quản lý.

ADDAFFI

Bộ phận cơ khí phụ trách việc tạo ra một mô hình CAD khái niệm, cả mô phỏng động học và mô phỏng tĩnh, lựa chọn vật liệu và nghiên cứu hệ thống chế tạo. Bộ phận điện tử cũng chịu trách nhiệm điều khiển nhiều bộ truyền động trong chân giả và thu nhận tín hiệu điện cơ.

Minh Khang
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM