A Daidalonic a spanyolországi Valenciai Műszaki Egyetem Generación Espontánea nevű programjának egyik hallgatói csoportja. A „moving the engines of life” (mozgásba hozzuk az élet motorjait) mottónk jegyében olyan orvostechnikai eszközök fejlesztésén dolgozunk, amelyekkel célunk az emberek, különösen az amputációval vagy születési rendellenességgel élő gyermekek életminőségének javítása.
Első projektünk egy bővíthető, mioelektromos alkarkarprotézis tervezésére irányult, kifejezetten gyermekek számára. A cél egy olyan protézis megalkotása volt, amelyet a felhasználó izommozgása által generált elektromos impulzusok működtetnek, és amely végigkísérheti a gyermeket a növekedése során. A protézis cserélhető, illetve meghosszabbítható elemekkel rendelkezik, így megoldást nyújt a végtaghiányos gyermekek gyakori problémájára, hogy néhány hónap alatt kinövik, és új eszközt kell beszerezni számukra.
A kezdeti lépések leegyszerűsítése érdekében, először egy felnőtt számára készült mioelektromos alkarkarprotézis tervezésére összpontosítottunk. Ennek eredményeként megszületett az első működő prototípusunk, az Upper2.
Az Upper2 tavaly nyáron a Cybathlonon való részvétel céljával készült, ami egy világszintű, segédeszközöket bemutató technológiai bajnokság az ETH Zürich szervezésében. Ennek során a világ vezető orvostechnikai cégei mérik össze tudásukat, és csapatunk Silvia González de Julián egyetemi tanárunk, és egyben pilótánk képviseletében nevezett be.
Sikeresen kvalifikáltuk magunkat a versenyre, és teljesítettük az összes úgynevezett TechCheck-et, amely tesztek a protézis megfelelő és biztonságos működését igazolták. A műszaki követelmények között szerepelt, hogy a protézisnek rendelkeznie kell egy áramtalanító kapcsolóval, valamint egy gombbal a biztonsági üzemmód bekapcsolására. Miután minden készen állt, elindultunk a svájci utunkra.
A bajnokságon pilótánk sikeresen teljesítette az első feladatot, mely során evőeszközöket, tányérokat és bögréket kellett szétválogatnia, és áthelyeznie őket egy asztalról egy tárolóba, kizárólag a protézis használatával. A második feladat egy pohár piramis építése volt, amelyből egy hiba miatt sajnos kizártak bennünket. Ettől függetlenül pilótánk további hibák nélkül, időben befejezte azt.
Miután visszatértünk Spanyolországba, büszkén ünnepeltük meg a nemzetközi versenyen való sikeres részvételünket és az elért 12. helyezést. A verseny során lehetőségünk nyílt tudáscserére is más résztvevőkkel, melynek köszönhetően számos új információt és fejlesztési stratégiát szereztünk a jövőbeni munkánkhoz. Például elkezdtük fontolóra venni giroszkópok és gyorsulásmérők beépítését a protézisbe, amelyek segítségével még részletesebb adatokat gyűjthetnénk a felhasználó mozgásáról. A verseny több csapattagunkat is inspirálta arra is, hogy utánajárjon az elektroenkefalográfiás érzékelők projektünkbe történő integrálásának lehetőségeinek.
A bajnokságra tervezett alkarkarprotézisünk képes volt két ujj egyidejű mozgatására mioelektromos impulzusokkal vezérelve, valamint rendelkezett egy manuálisan működtethető hüvelykujjal is. Ehhez egy kereskedelmi forgalomban kapható EMG szenzort használtunk, amely a pilóta bicepszéről vett differenciális jelet továbbította egy ESP32 mikrokontroller felé. Ez a jel úgy került feldolgozásra, hogy elkülönüljön az izom aktiválása és deaktiválása.
Az ujjakat egy DC motor mozgatta, amelyhez egy forgásjeladó (encoder) csatlakozott. Ez visszajelzést adott a mikrokontrollernek a motor mozgásáról, így pontosan követni tudtuk az ujjak aktuális pozícióját. A különböző funkciók közötti váltás egy jól hozzáférhető helyre szerelt gombbal történt, amely egyúttal a biztonsági üzemmód aktiválására is szolgált. Végül pedig két RGB LED is elhelyezésre került a gomb közelében, amelyek visszajelzést adtak a rendszer állapotáról és az akkumulátor töltöttségi szintjéről. Az összes alkatrészt, a vezetékeket és az áramforrást is kézzel forrasztottuk rá egy perforált panelre, megalkotva a protézis vezérlőpaneljét.
A protézis összeszerelése és szállítása során számos problémával szembesültünk, amelyek közül többet forrasztási hibákra vezettünk vissza. Bár ezeket sikerült a verseny előtt megoldanunk, egyértelművé vált, hogy a rövidzárlatok elkerülése és a rendszer méretének minimalizálása érdekében a vezérlőpanel jövőbeli fejlesztésének legbiztonságosabb módja egy nyomtatott áramköri lap tervezése.
Ezért a Hardver részlegünk a Cybathlon utáni félévet a PCB-tervezési technikák elsajátításával kezdte. Minden csapattag megtervezte saját vezérlőpaneljét, és az Eurocircuits támogatásának köszönhetően ezeket le is gyárthattuk. Az, hogy mindenki a saját modelljén dolgozhatott, lehetővé tette, hogy azonosítsuk azokat a fejlesztési irányokat, amelyek kulcsfontosságúak lesznek a végleges verzió megalkotásához.
A második félév során tagjaink újratervezik a vezérlőpanelt, kiegészítve azt néhány érzékelővel, és korszerűsítve bizonyos alkatrészeit a protézis teljesítményének javítása érdekében. Az egyik ilyen fejlesztés egy második DC motor integrálása lesz, amely lehetővé teszi a hüvelykujj mozgásának automatizálását. Emellett, annak érdekében, hogy pontosabb visszajelzést kapjunk az ujjak pozíciójáról, egy hajlítás érzékelő beépítését is tervezzük.
Egy másik jövőbeli fejlesztési irányt egy korábbi Daidalonic-tagunk munkája tett lehetővé, aki erősítőket és szűrőket tervezett egy EMG szenzorhoz. Neki köszönhetően lehetőségünk nyílt, hogy egyedi érzékelőt tervezzünk a nyomtatott áramköri lapunkra, és ne kelljen többé kereskedelmi megoldásokra támaszkodnunk. Mindemellett, mivel célunk, hogy több EMG szenzort is beépítsünk, olyan rendszert szeretnénk tervezni, amely egyetlen nyomtatott áramköri lapon két szenzor elhelyezését is lehetővé teszi. Ezeket az Eurocircuits fogja biztosítani számunkra, akik támogatása elengedhetetlen céljaink megvalósításához.
A protézishez tervezett fejlesztéseinket alapos tesztelésnek vetjük alá, mivel jövő májusban ismét részt veszünk egy karprotézis-versenyen Castellón városában. Ezt az Universitat Jaume I UJI-Hand csoportja szervezi, és különböző spanyol hallgatói csapatok fogják összemérni tudásukat alkarkarprotézisek tervezése terén. A verseny célja, hogy a résztvevők hétköznapi feladatok végrehajtásán keresztül mutassák be eszközeik képességeit. A jelentkezők között több olyan csapat is szerepel, akik szintén részt vettek a legutóbbi Cybathlonon tavaly októberben.
A Daidalonic csapatánál minden tőlünk telhetőt megteszünk az emberek életminőségének javítása érdekében. Az ilyen versenyek segítenek prototípusaink továbbfejlesztésében, ezáltal egyre közelebb juttatnak bennünket célunk megvalósításához. Mindez pedig kizárólag szponzoraink, az Eurocircuits és az UPV intézményeinek támogatásával lehetséges.
További információkért látogasson el a Daidalonic UPV weboldalára.
A csapat által írt eredeti, angol nyelvű blogbejegyzés az Eurocircuits.com oldalán olvasható ide kattintva.
Értesüljön legfrissebb híreinkről elsőként! Kövessen minket!
