Walking ist heikel , da jedes Kind kennt . Und während die meisten künstlichen Füßen und Gliedmaßen machen einen ziemlich guten Job der Wiederherstellung der Mobilität für Menschen, die ein Bein verloren haben , haben sie einen weiten Weg vor sich, bevor sie die Komplexität eines natürlichen Gang entsprechen. Als Ergebnis über die Hälfte aller Amputierten einen Fall pro Jahr , im Vergleich zu etwa einem Drittel der Menschen über 65 .
In Zusammenarbeit mit einem Mayo Clinic Wissenschaftler , Forscher an der Michigan Technological University nimmt einen großen Schritt zur Lösung des Problems. Sie machen einen bionischen Fuß, machen könnte eines Amputierten Spaziergang im Park fühlen , gut , wie ein Spaziergang im Park .
Das Geheimnis liegt in den Knöchel. Mo Rastgaar , ein Assistent Professor für Maschinenbau - Technische Mechanik, und Doktorand Evandro Ficanha auf einer mikroprozessorgesteuerten Knöchel-Fuß- Prothese , die nahe an die Erreichung des angeborenen Bewegungs dieser sehr komplexen Gelenk kommt zusammen.
Diese computergesteuerte Prothesen haben druckempfindliche Sensoren an der Unterseite des Fußes , die erkennen , wie der Amputierte ist zu Fuß. Die Sensoren sofort senden Signale an einen Mikroprozessor , der seinerseits stellt die Prothese an das Gehen natürlicher.
Die mikroprozessorgesteuerte Prothesen auf dem Markt kann eine künstliche Fuß in nur eine Richtung zu bewegen , Zehen und Zehen , was in Ordnung ist , wenn Sie Marking Zeit auf einem Laufband , die Rastgaar . " Aber in Wirklichkeit haben wir in einer geraden Linie für längere Zeit laufen noch nie ", sagte er . "Wenn man zu Fuß zu erreichen und ein Hindernis , müssen Sie sich zu drehen, und es gibt immer etwas in den Weg . "
Also, Rastgaar und Ficanha entwarf ein Knöchel-Fuß , der auf zwei Achsen bewegen kann , mit einem Seite-an- Seite Rolle sowie die Erhöhung der Fußspitze nach oben und unten . Und sie zog die Macht und Kontrollmechanismus nach oben und von dem Bein mit einem Kabel - Antriebsmechanismus . Das erleichtert die Prothese , so dass es viel komfortabler und einfach zu bedienen.
Das Kabel, das das prothetische Fußgelenk-Fuß bewegt, ist ähnlich zu denen in Fahrradbremsen . Sie führt von der Steuereinheit zum Knöchel Mechanismus und kann den Fuß in fast jede Richtung drehen .
Im Rahmen ihrer Studie , das Team entworfen und gebaut, eine große Rundlaufband, auf dem die Roboter- Fuß " Spaziergänge " im Kreis. In Tests wurde die Prothese in der Lage , den Blickwinkel des menschlichen Knöchel zu Fuß in einer geraden Linie und Drehen zu kopieren.
Kenton R. Kaufman , Leiter des Biomechanik / Bewegungsanalyse -Labor an der Mayo Clinic in Rochester, Minn . , Ist die Zusammenarbeit bei den Bemühungen um die Prothese zu verfeinern und zur Verfügung zu stellen Amputierte , vor allem verwundete Krieger.
" Prothesen sind in der Regel von Kriegen wegen der erhöhten Bewusstsein für die Probleme von Amputierten konfrontiert zu entwickeln ", sagte Kaufman . Ein Schwerpunkt ist die Verbesserung der Sicherheit . " Amputierte haben viele Probleme mit fallenden ; 64 Prozent über dem Knie Amputierte fallen jedes Jahr , im Vergleich zu 33 Prozent der älteren Menschen ", sagte er .
Die neueste Generation der mikroprozessorgesteuerten Prothesen ist ein Schritt in die richtige Richtung. " Sie sorgen für aktiven Steuerung der Verbindung und erhöhen die Sicherheit und Funktion ", sagte Kaufman . "Aber der Vorteil Mo Fuß ist, dass es biomimetischen - es imitiert Biologie - . So ist es ein natürlicheres Gangbild zu kommen, die in einer besseren Gang und weniger Stürze zur Folge haben sollte erlaubt "
Die Forscher erwarten, Verfeinerung ihrer Gestaltung an der Mayo Clinic im Sommer 2014. Sie werden einen Vortrag über ihre Arbeit vorstellen zu beginnen ", Ankle Angles während Step Turn und gerade Walk: Implikationen für die Gestaltung eines Steerable Knöchel-Fuß Prosthetic Robot " auf die 2013 ASME Dynamische Systeme und Regelungskonferenzabgehalten werden 21 bis 23 Oktober an der Stanford University.