Главная страница » Конкурсные работы участников » Технические науки » Проект “Разработка системы реабилитации после травм нижних конечностей на базе коллаборативного робота KUKA”

Проект “Разработка системы реабилитации после травм нижних конечностей на базе коллаборативного робота KUKA”

Автор (ы)

Федорова Евангелина Александровна

Аффилиация

ГБОУ Лицей №1502 при МЭИ, г. Москва, 10 класс

Научный руководитель

Берман Владимир Леонидович, научный руководитель "Сколково"

Аннотация

В наше время роботехника развивается с космической скоростью, что может заметить даже далёкий от этой сферы человек. Но в последнее время особенно актуально стало роботизированные медицины. Страны всего мира борются за статус лучшей в этой сфере, и наша не стала исключением. В этом проекте мы хотим познакомить вас с одной из разработок в этой сфере, а конкретнее роботом, облегчающим восстановление конечностей после различных травм, над разработкой которого мы и работаем в данное время.

За последние годы доля травматизма в России заметно увеличилась, уступив по своей частоте только нарушениям в кровеносной системе. Согласно статистическим данным, травмы нижних конечностей занимают 2 место по распространённости, что показывает особую актуальность решения данной проблемы. Для лечения большего количества подобных травм требуется специальная реабилитация.

Наиболее эффективным реабилитации является выполнение физических упражнений, которые стимулируют ускорение восстановления и предупреждает последствия патологий. ЛФК стимулирует физиологические процессы всего организма, рассматривая как неспецифичный раздражитель, вызывающий общую реакцию всего организма и её местные проявления. Регулярные тренировки подготавливают его к постепенному увеличению физической нагрузки и человек постепенно адаптируется к нормальной жизни. ЛФК и ЛГ (лечебная гимнастика) состоят из динамических и статических упражнений, включающие также дыхательные и охватывающие все группы мышц. После постепенного приспособления организма к физической нагрузке вводятся упражнения на координацию и равновесие.

Однако проведение подобных реабилитаций в наше время затруднено, так как они требуют больших затрат силы, времени и денег. Для решения данной проблемы мы предлагаем создание нового робота KUKA LBR iiwa, который значительно облегчит подобные манипуляции и снимет часть работы с медицинского персонала.

Цель: разработать робот для облегчения реабилитаций травм нижних конечностей, который улучшит процесс восстановления пациента и существенно облегчит работу медперсоналу.

Задачи: изучить необходимую литературу и вынести из неё данные для работы, продумать механизм действия робота, написать программу для выполнения данных действий и разработать крепеж, приспосабливающий заводскую конструкцию к медицинскому применению.

Место и сроки выполнения работы: инновационный центр «Сколково», 01.09.2022-11.02.2023 гг.

Результат. Робот KUKA LBR iiwa имеет следующий механизм работы: при выполнении реабилитационного упражнения пациент лежит на кровати, поместив парализованную конечность в держатель. В виртуальной реальности он пошагово выполняет ряд упражнений. Записывается электроэнцефалография (ЭЭГ) и после расшифровывается для применения нейрокомпьютерного интерфейса (НКИ). В виртуальной реальности испытуемый видит перед собой участок пола с 6 плитками, на которые ему необходимо наступить. Для совершения действия человеку нужно сфокусироваться на нужном участке плитки и представить нужное действие. Распознав намерение пациента, робот выполняет это движение. В виртуальной реальности подопытный видит свою конечность без робота. В этот момент применяется система контроля тяги. Это позволяет синхронизировать нейронную активность при попытке воспроизведения произвольного действия, и афферентные сигналы, вызванные действиями робота.

На данный момент проект завершен и оправдал поставленные нами цели, сейчас он проходит экспертизу. В дальнейшем мы планируем доведение этой разработки до конца и её постепенное внедрение в медицинские учреждения для массового использования.

Содержание работы

Автор предпочел не показывать работу на сайте

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Конкурс, в котором автор работы принял участие:

V Международный конкурс исследовательских проектов школьников “Древо жизни”, 2022/2023

Отрасль наук

Форма представления работы

Дата публикации работы: 13.04.2023

Смотреть похожие работы

Проектная работа “Луноход с манипулятором”

Шишова Ксения Максимовна
СП ГБОУ СОШ №6 ЦДОД г.о. Отрадный сетевое взаимодействие ГБОУ ООШ №2 г.о. Отрадный
Актуальность. Во-первых, в настоящее время исследование космоса становится все более важным и актуальным. Множество стран, включая Россию, Китай и другие, активно разрабатывают программы для исследования Луны и других планет. Такой...

Проектная работа “Модель многофункционального участка”

Каража Анна Алексеевна
МБОУ "СОШ №3 с УИОП им. Г. Панфилова", г. Анжеро-Судженск, Кемеровская область
В современном мире снова набирает популярность ведение садового участка. Если 50 лет назад огород содержали для того, чтобы прокормить семью, заработать с продажи собственно выращенного, то сейчас всё изменилось. Большинство...