基于蜂窝气动执行器的软手套用于辅助护理和康复

近年来，机器人专家和计算机科学家开发了各种高度创新的系统，可以帮助身体残疾的人，提高他们的生活质量并帮助他们康复。这些系统包括软可穿戴技术，例如智能辅助手套。

许多之前开发的智能手套都是使用基于织物的气动执行器(FPA)制造的，这些执行器本质上是可以产生特定运动的纺织品。虽然其中一些系统取得了有希望的结果，但它们通常只能用很小的力产生一些运动，这限制了它们在康复和辅助护理中的广泛使用。

中国东南大学的研究人员最近发明了一种新型软手套，其输出力比过去推出的其他手套要大得多。这款手套在IEEETransactionsonNeuralSystemsandRehabilitationEngineering中介绍，基于具有蜂窝结构的软气动执行器。

“传统的FPA通常表现出有限的输出力，从而限制了此类手套的应用，”JianweiLai、AiguoSong及其同事在论文中写道。

“本文介绍了一种新型蜂窝式气动致动器(HPA)的开发，该致动器使用柔性热塑性聚氨酯(TPU)涂层通过热压或超声波焊接技术构建。”

支撑新型智能手套功能的HPA通过弯曲和折叠气囊来执行运动，这意味着它并不完全依赖物理变形和高气压。由于其独特的设计，致动器可以让手套上的手指以更大的角度弯曲并以更大的力抓住物体。

“与之前使用的双层织物气动执行器(DLFPA)相比，HPA的最终输出力显着增加了862%，”Lai、Song及其同事解释道。“它可以在150kPa的压力下产生13.57N的尖端力。将HPA集成到柔软的气动手套上可以方便日常生活中的各种活动。”

为了评估他们的软手套，研究人员进行了一系列临床试验，涉及九名中风后失去正确移动手部能力并正在接受身体康复的患者。这些患者被要求在有或没有HPA手套的帮助下移动手指。

在他们的临床试验期间。研究人员使用两项测试来评估手指移动的力量和握力。这使他们能够评估手套对患者移动手指、抓握物体的能力的影响，并估计患者能够充分使用双手的程度。

“实验结果表明，在手套的帮助下，患者的手指掌指关节(MCP)和近端指间关节(PIP)角度分别达到87.67±19.27°和64.2±30.66°，”Lai、Song及其同事说。。

“此外，平均指尖力达到10.16±4.24N，平均握力达到26.04±15.08N，患者日常功能完成率从39%提高到76%。这些结果表明，软手套有效帮助患者手指运动并显着增强患者的日常功能。”

未来，该研究团队开发的基于HPA的柔软手套可以商业化并引入医疗保健机构，作为中风或受伤后的康复工具。此外，它还可以进一步更新并用作假肢工具，让通常无法移动双手的人完成基本的手动任务。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！