Ученые из Института интеллектуальных систем Макса Планка (MPI-IS), Тюбингенского университета и Штутгартского университета в рамках сотрудничества Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (BITS) хотят изменить это. Команда оснастила биороботическую руку двумя нитями искусственных мышц, прикрепленными вдоль предплечья. Как можно видеть на этом видео, биороботическая рука, которую здесь называют механическим пациентом, имитирует тремор. Несколько реальных толчков были зафиксированы и спроецированы на биороботическую руку, которая затем отражает то, как каждый пациент трясет запястьем и кистью. Однако, как только активируется подавление тремора, легкие искусственные мышцы, состоящие из электрогидравлических приводов, сокращаются и расслабляются таким образом, чтобы компенсировать возвратно-поступательные движения. Теперь дрожь едва ли можно почувствовать или увидеть.

С помощью этой руки команда хочет достичь двух целей: во-первых, команда рассматривает свою биороботическую руку как платформу для других ученых в этой области для тестирования новых идей в технологии вспомогательных экзоскелетов. Вместе с биомеханическим компьютерным моделированием разработчики могут быстро проверить, насколько хорошо работают их мягкие искусственные мышцы, тем самым избегая трудоемких и дорогостоящих клинических испытаний на реальных пациентах, что в некоторых странах даже юридически невозможно.

Кроме того, рука служит испытательным стендом для искусственных мышц, которыми хорошо известен в научном сообществе отдел роботизированных материалов MPI-IS. На протяжении многих лет эти так называемые HASELs дорабатывались и совершенствовались. По замыслу команды, HASELs в один прекрасный день станут строительными блоками вспомогательного носимого устройства, которое пациенты с тремором смогут с комфортом носить, чтобы лучше справляться с повседневными задачами, такими как удержание чашки.

"Мы видим большой потенциал в том, что наши мышцы могут стать строительными блоками одежды, которую можно носить очень незаметно, так что другие даже не догадаются, что человек страдает от тремора", - говорит Алона Шаган Шомрон, постдок отдела робототехнических материалов MPI-IS и первый автор исследовательской работы это было опубликовано в журнале "Девайс". "Мы показали, что наши искусственные мышцы, основанные на технологии HASEL, достаточно быстры и сильны для большого диапазона толчков в запястье. Это показывает большой потенциал носимого вспомогательного устройства на основе HASEL для людей, страдающих тремором", - добавляет Шаган.

"С помощью комбинации механического пациента и биомеханической модели мы можем измерить, достаточно ли хороши какие-либо протестированные искусственные мышцы, чтобы подавлять все толчки, даже очень сильные. Поэтому, если мы когда-нибудь создадим носимое устройство, мы могли бы настроить его так, чтобы оно индивидуально реагировало на каждый толчок", - добавляет Даниэль Хойфле. Он профессор Института клинических исследований мозга Херти при Тюбингенском университете. Среди прочего, он создал компьютерную симуляцию и собрал данные о треморе у пациентов.

"Механический пациент позволяет нам протестировать потенциал новых технологий на самых ранних стадиях разработки, без необходимости дорогостоящих и отнимающих много времени клинических испытаний на реальных пациентах", - говорит Син Шмитт, профессор вычислительной биофизики и биороботики в Университете Штутгарта. "Многие хорошие идеи часто не находят дальнейшего воплощения, поскольку клинические испытания являются дорогостоящими и отнимающими много времени, а также их трудно финансировать на самых ранних стадиях разработки технологий. Наш механический пациент - это решение, которое позволяет нам протестировать потенциал на самом раннем этапе разработки".

"Робототехника обладает огромным потенциалом для применения в здравоохранении. Этот успешный проект подчеркивает ключевую роль, которую будут играть мягкие роботизированные системы, основанные на гибких и деформируемых материалах", - заключает Кристоф Кеплингер, директор департамента робототехнических материалов MPI-IS.