Mnoho lidí po mrtvici, s amputovanou končetinou nebo s Parkinsonovou nemocí nemohou chodit, neudrží rovnováhu.  Často padají. V tom by jim mohla pomoci externí kostra, kterou vyvíjí švýcarská biomedicínská firma.

Ročně zemře kvůli pádu 420 tisíc lidí a dalších 37 milionů má těžká zranění, jež vyžadují drahou léčbu. Nejvíce je pádem ohrožena skupina lidí nad 65 let.

Biomedicínští inženýři z polytechnického institutu v Lausanne (École Polytechnique Fédérale des Lausanne- EPFL) také z těchto důvodů začali pracovat na vývoji chytré externí kostry, takzvaného exoskeletu.

Nyní první prototyp testují na osmi seniorech, jejichž průměrný věk je 69 let, a dvou lidech s amputovanou nohou. Lidé jsou zavěšeni do exoskeletu a jdou po běžícím pásu svou obvyklou rychlostí. Pás simuluje pohyb do různých směrů, jenž může způsobit uklouznutí a pád.

Kostra se jmenuje Active Pelvis Orthosis (APO) a dokáže předvídat i možný pád člověka, pokud se člověk začne hýbat jinak než o krok dřívě, vysvětlil Silvestro Micera, hlavní autor studie a celého projektu.

“Exoskelet dokáže stabilizovat pánev, aby si člověk neublížil,” vysvětlil.

To může pomoci také pacientům s Parkinsonovou nemocí, kteří již nejsou schopni se bezpečně samostatně pochybovat.

Zatím z testování vyplynulo, že APO funguje lépe u starších lidí, než u těch bez končetiny. Inteligentní kostra se umí nastavit na konkrétního pacienta během tří minut a během prvních pěti kroků se umí naučit, jak se daný člověk pohybuje.

„Senzory pomohou určit algoritmus, který vychází z předchozího kroku. Jakmile se vyskytne rozdíl mezi tím, co předpokládá APO a tím, co exoskelet skutečně změří, pak dojde ke korekci,“ vysvětlil Micera, jak chytrá kostra funguje.

Reakce v milisekundách

Studie nové kostry byla zveřejněna v Nature Health Sciences. V ní se uvádí, že chytrá kostra potřebuje pouze 350 milisekund, aby reagovala na možné uklouznutí a případný pád. Uživatel přitom nepotřebuje žádné školení, jak pomocníka používat.

„Naše zjištění ukazují na potenciál robotů, kteří pomáhají s pohybem a asistují starším osobám a lidem s postižením. Zlepšují jejich kvalitu života,“ argumentují vědci, proč je vývoj takového robota důležitý.

Vedoucí projektu Micera dodal, že se nyní musí prototyp vyzkoušet při reálných situacích, nejen na běžeckém pásu v laboratoři. Tam zatím výsledky vypadají slibně.

Kostra se musí dále vylepšit a zejména snížit její hmotnost i objem, aby mohla být nasazena do reálného „provozu“ a nezatěžovala příliš jejího uživatele. Zatím je dost objemná na to, aby ji mohli lidé používat v každodenním životě.

Virtuální realita cvičí udržet rovnováhu

Už v srpnu 2016 vědci zkoušeli využít virtuální realitu pro zlepšení zachování rovnováhy starších lidí při chůzi. Do projektu se zapojili vědci z pěti univerzit v Belgii, Itálii, Izraele, Nizozemska a Velké Británie.

Studie měla 283 lidí ve věku mezi 60 až 90 lety. Na projektoru před nimi byly promítány různé překážky, oni sami šli po běžícím pásu. Jak se snažili překážky zdolávat, byť virtuálně, zlepšovala se jejich schopnost udržovat rovnováhu a tím se snižovalo riziko pádu, které může mít pro starší lidi fatální důsledky.

Po opakovaném tréninku měli tito lidé po šesti měsících o 42 procent méně pádů, než ti, kteří jej neprodělali. Přitom třetina lidí, kteří jsou starší 65 let, alespoň jednou za rok neplánovaně upadne a tento úraz má vážnější následky, než jen odřeninu. Často končí těžkým zraněním nebo dokonce smrtí.

---

Zdroje:

https://actu.epfl.ch/news/a-powered-exoskeleton-prevents-the-elderly-from-fa/

https://www.wired.de/collection/tech/apo-exoskelett-automatisches-gleichgewicht-fuer-senioren-und-gehbehinderte

https://www.nature.com/articles/srep46721

http://www.wired.co.uk/article/exoskeleton-stop-falls-elderly

http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs344/en/

https://www.wired.co.uk/article/falling-over-vr#

https://www.cdc.gov/homeandrecreationalsafety/falls/adultfalls.html

Tagy:  biomedicína exoskeleton handicap medicína senior virtuální realita