Mięśnie do założenia

Naukowcy z ETH Zurich opracowali nadający się do noszenia egzomięsień wykonany z tkaniny - rodzaj dodatkowej warstwy mięśniowej. Ma to na celu zapewnienie osobom o ograniczonej sprawności ruchowej większej siły i wytrzymałości w górnej części ciała.

"Mam coraz słabsze ramiona" - mówi Michael Hagmann, u którego w 2016 roku zdiagnozowano miopatię Bethlem, rzadką chorobę mięśni. Aby zrekompensować brak siły mięśni w ramionach, Hagmann wykonuje ruchy unikowe w życiu codziennym, co z kolei prowadzi do niewygodnej postawy i napięcia. Marie Georgarakis, była doktorantka w Laboratorium Systemów Sensoryczno-Motorycznych w ETH Zurich, dostrzega ten problem. "Obecnie w klinikach dostępnych jest wiele dobrych urządzeń terapeutycznych. Są one jednak często bardzo drogie i duże. Z drugiej strony, istnieje mniej pomocy technicznych, które wspierają pacjentów bezpośrednio w ich codziennym życiu i które mogą również wykorzystać do treningu w domu. Chcemy wypełnić tę lukę" - mówi Georgarakis.

Tyle mocy, ile potrzeba

Pomysł ten dał początek Myoshirt, miękkiemu, nadającemu się do noszenia egzomięśniowi górnej części ciała. Składa się on z pewnego rodzaju kamizelki z mankietami na ramiona i małego pudełka, które zawiera całą technologię, która nie jest potrzebna bezpośrednio na ciele. Oto jak to działa: inteligentny algorytm wykorzystuje czujniki w tkaninie, aby rozpoznać, jaki rodzaj ruchu użytkownik chce wykonać i ile siły jest do tego wymagane. Następnie silnik skraca kabel biegnący w tkaninie równolegle do mięśni - rodzaj sztucznego ścięgna - i w ten sposób wspiera ruch. Wsparcie jest zawsze w harmonii z ruchem wykonywanym przez użytkownika i może być dostosowane do indywidualnych preferencji. Użytkownik ma zawsze kontrolę nad urządzeniem i może w każdej chwili zmienić jego ustawienia.

Większa wytrzymałość dzięki egzomięśniom

Naukowcy po raz pierwszy przetestowali ten prototyp w badaniu z udziałem 12 osób - dziesięciu zdrowych osób, jednej osoby z osłabieniem mięśni (Michael Hagmann) i jednej osoby z urazem rdzenia kręgowego. Wyniki są obiecujące: wszyscy uczestnicy byli w stanie podnosić ramiona i/lub przedmioty znacznie dłużej dzięki egzomięśniowi. Czas wytrzymałości wzrósł o około jedną trzecią w przypadku zdrowych uczestników, w przypadku uczestnika z osłabieniem mięśni wzrósł o 60 procent, a badany z urazem rdzenia kręgowego był w stanie wykonywać ćwiczenia nawet trzy razy dłużej. Ich własne mięśnie były mniej napięte, a zdecydowana większość uczestników testu uznała urządzenie za intuicyjne w obsłudze.

Testowanie i ulepszanie wraz z osobami, których to dotyczy  

Jednak droga do produktu gotowego do wprowadzenia na rynek jest jeszcze długa: "W następnym kroku chcemy przetestować nasz prototyp poza laboratorium w naturalnym środowisku przyszłych użytkowników i wykorzystać te wyniki do dalszego ulepszania urządzenia" - mówi Michele Xiloyannis, który również pracuje w Laboratorium Systemów Sensoryczno-Motorycznych w ETH Zurich i prowadzi badania nad Myoshirt. Aby zapewnić, że pewnego dnia urządzenie będzie mogło być noszone niewidocznie i wygodnie pod ubraniem, musi stać się jeszcze mniejsze i lżejsze - obecnie napęd i skrzynka kontrolna nadal ważą cztery kilogramy. Aby uzyskać maksymalnie zredukowany produkt, naukowcy chcą nadal koncentrować się na jednej podstawowej funkcji - wspieraniu barku podczas podnoszenia ramion. Współpracują również ściśle z firmą MyoSwiss AG, która produkuje i sprzedaje miękki egzoszkielet - rodzaj zrobotyzowanego kombinezonu wspierającego nogi. "Szczególnie podoba mi się fakt, że naukowcy rozwijają swoje pomysły iteracyjnie wraz z potencjalnymi użytkownikami" - mówi Michael Hagmann, który już testował i pomagał rozwijać różne pomoce techniczne w ETH od prototypu do gotowego produktu. Jedno jest dla niego jasne: chce pozostać aktywny w przyszłości i właśnie tam przydaje się wsparcie techniczne.

Źródło: Mięśnie do noszenia | ETH Zurich (01.09.2022)