Robotically adjustable kinematics in a wrist-driven orthosis eases grasping across tasks

要約

指の機能がなければ、C5-7 脊髄損傷 (SCI) を患っている人は、物をつかむために手首を伸展して受動的に指と親指を閉じます。
ウェアラブル補助把握装置は、多くの場合、追加のサポートを提供し、把握力を増幅するために、このおなじみの手首駆動技術に焦点を当てています。
これらのツールの最新化に関する最近の研究の進歩にも関わらず、SCI 患者はそのようなウェアラブル補助装置を長期的に放棄することがよくあります。
このようなデバイスによって課される手首の制約により、望ましくないリーチと把握の運動学が生成されるのではないかと考えられます。
今回我々は、継続的なロボットモーター支援を利用して、手首で物をつかむ前にユーザーの手首の姿勢の適応性を高め、作業の困難さと知覚される労力を軽減することを示します。
私たちの結果は、より自由な手首の可動性により、ユーザーが作業のニーズに応じて快適で自然な姿勢を選択できるようにすることを示しており、これにより、腕の作業スペースでさまざまな手の姿勢で簡単に使用できるよう、把持補助装置の多用途性が向上します。
この動作は、車体動力とロボット自動化の両方を組み合わせた新しいモードを通じて、将来のデバイス設計の使いやすさと魅力度を向上させる可能性を秘めています。

要約(オリジナル)

Without finger function, people with C5-7 spinal cord injury (SCI) regularly utilize wrist extension to passively close the fingers and thumb together for grasping. Wearable assistive grasping devices often focus on this familiar wrist-driven technique to provide additional support and amplify grasp force. Despite recent research advances in modernizing these tools, people with SCI often abandon such wearable assistive devices in the long term. We suspect that the wrist constraints imposed by such devices generate undesirable reach and grasp kinematics. Here we show that using continuous robotic motor assistance to give users more adaptability in their wrist posture prior to wrist-driven grasping reduces task difficulty and perceived exertion. Our results demonstrate that more free wrist mobility allows users to select comfortable and natural postures depending on task needs, which improves the versatility of the assistive grasping device for easier use across different hand poses in the arm’s workspace. This behavior holds the potential to improve ease of use and desirability of future device designs through new modes of combining both body-power and robotic automation.

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