Michał Mikulski

Michał Mikulski
Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki
Politechnika Śląska
e-mail: [email protected]
Systemy sterowania rehabilitacyjnego egzoszkieletu kończyn dolnych
W obecnych czasach szeroką gamę osób dotykają choroby fizyczne różnego typu.
Coraz więcej osób boryka się z problemami układu motorycznego, co pokazują statystyki
organów odpowiedzialnych za terapie chorób w różnych krajach. Dla osób cierpiących
z powodu stwardnienia rozsianego, paraliżu częściowego, bądź zaniku mięśni dotychczasowe
rozwiązania rehabilitacyjne wiązały się bezpośrednio z użyciem wózka inwalidzkiego.
Gwałtowny rozwój robotyki noszonej spowodował powstawanie w ośrodkach badawczorozwojowych egzoszkieletów.
Niniejsza praca badawcza „Systemy sterowania rehabilitacyjnego egzoszkieletu
kończyn dolnych” wpasowuje się w prowadzone prace nad pierwszym prototypem robota
rehabilitacyjnego, którego zadaniem będzie wspomaganie osób ze znaczącymi problemami
mięśniowymi. Ze względu na skomplikowanie problemu realizacji całości urządzenia, które
pozwalałoby na realizację każdego ruchu zdrowego człowieka, niniejsza praca badawcza
zakłada przeanalizowanie tezy: o zasadności użycia czterostopniowo elektrycznie
wspomaganego egzoszkieletu kończyn dolnych przy upośledzonym funkcjonowaniu
motoryki nóg człowieka.
Praca badawcza została podzielona na cztery szczegółowe cele, by zweryfikować
postawioną tezę, oraz stworzyć prototyp, który może zostać wdrożony w gospodarce.
Pierwszym celem jest zbadanie biomechaniki zdrowego ciała ludzkiego i wyznaczenie
parametrów biokinetycznych. W celu realizacji układu wspomagającego ruch człowieka,
Projekt „DoktoRIS – Program stypendialny na rzecz innowacyjnego Śląska”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego
w tym także określenia niezbędnych parametrów sterujących należy najpierw poznać
poprawne wzorce chodu, zakresu ruchowe, prędkości oraz przyspieszenia członów.
Kolejnym celem w badaniach jest zaprojektowanie CAD i wytworzenie mechaniczne
konstrukcji egzoszkieletu kończyn dolnych, który spełniałby wszystkie założenia projektowe,
oraz byłby w stanie odwzorować zdrowy wzorzec chodu z użytkownikiem.
Trzecim i głównym punktem prac badawczych jest zaprojektowanie sieciocentrycznego
wielomodalnego
systemu
kontrolno-pomiarowego
dla
egzoszkieletu
z
siłownikami
elektrycznymi. Istotą całej pracy badawczej jest osiągnięcie działającego prototypu, wliczając
w to algorytmy sterowania, oraz podzespoły niezbędne do poprawnej pracy. Należy
przewidzieć tutaj także zabezpieczenia zdrowia użytkownika.
Finalnym celem szczegółowym projektu jest zbadanie jakości odwzorowania funkcji
ruchowych egzoszkieletu. Wiąże się to z przeanalizowaniem nadążania za wzorcami chodu
przez egzoszkielet wraz z użytkownikiem, ergonomia użytkowania, oraz biomechaniczna
kompatybilność całości konstrukcji.
Głównym celem projektu jest stworzenie alternatywy dla wózka inwalidzkiego, która
umożliwiałaby osobom z poważnymi schorzeniami układu motorycznego normalne
funkcjonowanie w społeczeństwie. Z tego względu cały projekt zakłada wdrożenie wynalazku
w gospodarce nie tylko lokalnej, ale także globalnej. Ponieważ nie jest to tylko projekt
symulacyjny, ale także rzeczywiste stworzenie prototypu egzoszkieletu rehabilitacyjnego
kończyn dolnych, może to być rzeczywisty krok do przodu dla osób niepełnosprawnych.
Projekt „DoktoRIS – Program stypendialny na rzecz innowacyjnego Śląska”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego