학생들이 뇌졸중 환자를 위해 로봇 팔을 만들었습니다.

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호치민시의 한 학생 그룹은 뇌졸중 환자의 손 기능을 회복시켜 일상생활의 어려움을 줄이는 데 도움이 되는 로봇 손을 만들었습니다.

호치민시 산업대학교 학생 7명이 개발한 이 제품은 지난 11월 개최된 스마트 시티 이니셔티브 경진대회(디지트랜스 스마트 시티)에서 3위를 차지했습니다. 이 로봇 손은 뇌졸중 환자와 신경 및 근골격계 질환 환자의 손 운동 능력 향상에 도움을 줍니다.

그룹 기술 관리자인 Tran Binh Nguyen에 따르면, 현재 시중에 나와 있는 재활 장비는 주로 손 전체의 움켜쥐기 동작을 연습하는 데 그치고 있으며, 손가락과 손가락 관절을 연습하는 데 초점을 맞춘 제품은 많지 않습니다.

시장 조사를 통해 평가팀은 유사한 제품을 구매하려면 종류에 따라 400만~2천만 동(VND)의 비용이 든다는 것을 발견했습니다. 다양한 훈련 방식을 갖춘 저렴한 제품을 원했던 연구팀은 환자가 집에서 연습할 수 있도록 인간의 손과 유사한 작동 메커니즘을 갖춘 60만~200만 동(VND)의 저렴한 가격으로 자동 작동하는 외골격 구동 시스템을 개발했습니다.

손 프레임은 PLA 바이오플라스틱 소재로 제작되었으며, 성인 손과 동일한 크기의 관절과 굴곡 및 신전 각도를 갖도록 설계되었습니다. 손가락 관절의 주요 기능은 각 단계의 치료 계획에 따라 연습할 때 중요한 지점에 적합한 각도를 만들어주는 동시에 연습 과정에서 손가락이 틀어지거나 기울어지지 않도록 하는 것입니다.

로봇 손이 작동 중일 때, 크랭크는 커넥팅로드에 동작을 전달하여 메커니즘을 앞으로 밀어내고, 간접적으로 회전하는 관절을 밀어 손가락의 움직임을 생성합니다. 서보 모터는 뼈대에 통합되어 손가락의 움직임을 동기화하여 잡기나 스트레칭 연습을 더 쉽게 합니다.

로봇 손, 뇌졸중 환자의 운동 능력 회복 — 팀의 물리치료 로봇 팔을 소개합니다. 영상 : *연구팀*

제품 설계를 위해 연구팀은 실제 환자를 대상으로 필요한 힘을 계산했습니다. 또한, 각 질환 유형에 따른 치료 프로토콜 개발에 대한 자문을 위해 손과 재활 전문의의 도움을 받았습니다. 이를 통해 환자에게 맞는 운동 요법을 프로그램할 수 있었습니다.

사용 시에는 고무 천 스트랩을 사용하여 손가락 끝을 고정하고, 손에 기기를 착용합니다. 기기에는 운동 기능을 갖춘 통합 버튼 컨트롤러가 있습니다. 사용자는 스트레칭, 잡기, 각 손가락 운동 등 각 단계의 치료 계획에 따라 별도의 모드를 설정하여 환자가 쉽게 사용할 수 있도록 합니다.

연구팀은 적용 가능성을 평가하기 위해 빈즈엉성(Binh Duong) 의 한 병원 환자들에게 이 기술을 시험했습니다. 환자들은 로봇을 사용하여 손의 굴곡과 신전을 지원함으로써 손에서 뇌로 전달되는 피드백을 생성했습니다. 하루 두 번, 한 번에 한 시간씩 훈련한 결과, 한 달 치료 후 환자는 손가락을 가볍게 움직일 수 있게 되었고, 회복률은 약 30%였습니다. 다음 달에는 훈련 빈도를 하루 네 번으로 늘려 훈련 강도를 높였고, 회복률은 60~70%에 달했습니다. 3개월차에는 100g 무게의 물건을 들고 컵을 들고 물을 마실 수 있게 되었습니다.

환자들은 팀의 기기를 사용한 후 컵을 들고 물을 마실 수 있습니다. 사진: NVCC — 환자들은 팀의 기기를 사용한 후 컵을 들고 물을 마실 수 있습니다. 사진: *NVCC*

빈 응우옌에 따르면, 이 제품의 한계는 변속기의 기계 설계가 최적화되지 않았고, 여전히 부피가 크며, 사용에 어려움을 초래할 수 있다는 점입니다. 또한, 제어 시스템도 컴퓨터로 작동해야 하며, 편의성을 높이기 위해 휴대폰 앱을 통한 제어 애플리케이션이 제공되지 않습니다.

가까운 미래에 이 그룹은 손뿐만 아니라 신체의 다른 부분까지 운동할 수 있는 소형 제품을 개발할 계획입니다. 이를 통해 의사들은 환자의 빠른 회복을 위한 치료 계획을 수립하는 데 필요한 중요한 데이터를 수집할 수 있을 것입니다.

지난 11월 호치민시 하이테크 파크 하이테크 비즈니스 인큐베이터가 주최한 스마트 시티 구축 이니셔티브 경진대회에서 그룹 회원 대표가 3등을 차지했습니다. 사진: SHTP-IC — 그룹 회원사 대표가 지난 11월 호치민시 하이테크 파크 하이테크 비즈니스 인큐베이터가 주최한 스마트 시티 구축 이니셔티브 경진대회에서 3등을 차지했습니다. 사진: *SHTP-IC*

호치민시 하이테크 파크 하이테크 비즈니스 인큐베이터 부소장인 콰치 안 센(Quach Anh Sen) 씨는 그룹 제품이 기술에 대한 높은 투자와 뇌졸중 환자 적용 가능성을 보여주며, 최근 몇 년간 그 잠재력이 증가하고 있다고 평가했습니다. 그러나 제품이 시장에 출시되려면 기술을 최적화하고 대규모 환자를 대상으로 효과를 평가하는 과정이 필수적입니다.

센 씨는 인큐베이터가 자원을 지원하여 제품이 기술을 지속적으로 개선하고 앞으로 시장에 출시될 수 있도록 인큐베이션 프로그램에 참여할 프로젝트를 유치하는 것을 고려할 것이라고 말했습니다.

하안

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