Ketika kita sehat, kegiatan seperti berjalan, duduk, berbicara dan mengingat hal -hal dapat dilakukan dengan mudah. Tetapi jika kecelakaan atau penyakit merusak kemampuan fisik atau kognitif kita, tugas sehari -hari seperti itu bisa menjadi sulit atau bahkan tidak mungkin. Para peneliti bekerja untuk mengembangkan sistem yang dapat membantu pasien mendapatkan kembali kemampuan fisik yang hilang.
Beberapa perangkat bantu sekarang hampir tidak diperhatikan – kacamata untuk melihat nuansa dan detail, misalnya, dan alat bantu dengar karena memahami suara -suara di sekitar kita. Tetapi yang lain lebih terlihat. Itulah yang terjadi pada banyak perangkat bantu yang dimaksudkan untuk mengembalikan mobilitas kepada pasien yang telah kehilangan itu.
Ini adalah perangkat yang sedang dikerjakan oleh insinyur rehassist rehassist rehassist. “Ketika saya melihat seorang pasien yang tidak bisa lagi berjalan, salah satu tujuan utama saya adalah membantu mereka mendapatkan kembali kemampuan itu,” katanya. Dia mengembangkan exoskeleton untuk individu yang lumpuh, menderita penyakit neuromuskuler atau memiliki jenis gangguan mobilitas lainnya. Exoskeleton melekat pada pinggang dan kaki, seperti sepasang celana panjang. Mereka tidak dimaksudkan untuk menyembuhkan pasien ini, tetapi lebih untuk membiarkan mereka berjalan lagi dan berdiri tegak selama berjam -jam – dengan semua manfaat sosial dan terkait kesehatan yang dibawa oleh posisi vertikal.
Membantu berjalan lumpuh lagi
Para ilmuwan dan insinyur di rehassis sedang mengeksplorasi berbagai jenis sistem. Salah satunya adalah Twiice, sebuah exoskeleton untuk orang -orang yang sebagian atau sepenuhnya lumpuh dari pinggang ke bawah tetapi yang menggunakan lengan mereka. Ini memiliki dua motor bertenaga baterai di setiap kaki yang menekuk dan memperpanjang sendi pinggul dan lutut. Bobot penuh exoskeleton – 17 kilo – didukung oleh struktur itu sendiri dengan bantuan motor. “Itu yang paling ringan di dunia,” kata Bouri. “Pasien dapat menggunakannya untuk berjalan, menaiki tangga dan naik turun landai.” Pemakai mengontrol perangkat menggunakan kruk dengan tombol terintegrasi yang juga membantu menjaga keseimbangan. Mereka dapat memilih di antara beberapa mode berjalan berdasarkan kecepatan yang diinginkan dan permukaannya; Setiap mode sesuai dengan besarnya gerakan pinggul dan lutut yang diberikan. Singkatnya, exoskeleton melakukan semua pekerjaan yang terlibat dalam menggusur kaki pemakainya.
“Exoskeleton tidak terlalu kompleks dalam hal desain dan robotika,” kata Bouri. “Teknologi ini ada di luar sana. Bagian yang sulit adalah mengadaptasi perangkat dengan gaya berjalan manusia dan kebutuhan pasien manusia sambil mengelola berat sistem, memberikan kepadatan torsi yang cukup untuk berjalan yang dibantu dan memungkinkan strategi kontrol yang efektif. Ada dua” pengemudi “untuk dipertimbangkan – pemakainya dan eksoskeleton itu sendiri – dan mereka harus beroperasi dengan sinergi.”
Perangkat untuk setiap patologi
Kelompok penelitian Bouri juga telah bekerja sama dengan asosiasi penelitian neuromuskuler lokal untuk mengembangkan exoskeleton khusus untuk pasien dengan penyakit otot. Misalnya, rehassis bekerja dengan Yayasan Penyakit Berotot Swiss dan Asosiasi Swiss yang berbahasa Prancis untuk penyakit neuromuskuler untuk menciptakan eksoskeleton yang memungkinkan pergerakan penculikan dan adduksi motorik dari kaki – memungkinkan pergerakan kaki lateral – dan pergerakan lengan yang dibantu, untuk memberikan dukungan parsial saat berjalan dan meningkatkan keseimbangan. “Yang penting bagi asosiasi ini adalah untuk menunda kebutuhan kursi roda selama mungkin,” kata Bouri. Dokter telah menemukan bahwa orang dengan penyakit otot dengan cepat kehilangan penggunaan lengan mereka, yang berarti mereka tidak dapat memanipulasi exoskeleton seperti twiice yang melibatkan kruk.
Rehassist juga merancang sistem untuk memungkinkan kegiatan olahraga. Insinyur telah mengadaptasi twiice sehingga dapat digunakan untuk mendaki gunung ski – dalam hal ini, pemakai menempatkan bagian dari kaki bagian bawah mereka ke dalam boot mountaineering ski standar. Pada tahun 2020, seorang penggemar Parasport dapat mempraktikkan olahraga menggunakan sistem ini. Lebih jauh, kelompok penelitian sedang mengembangkan perangkat untuk orang yang tidak memiliki patologi tertentu tetapi yang lebih suka tidak berjalan karena berbagai alasan.
Dari semua sistem dalam pipa di rehassist, Twiice adalah yang terjauh. Startup eponymous sedang dalam proses pengaturan fasilitas produksi.
Exoskeleton tidak terlalu kompleks dalam hal desain dan robotika. Bagian yang sulit adalah mengadaptasi perangkat dengan gaya berjalan manusia dan kebutuhan pasien manusia sambil mengelola berat badan sistem, memberikan kepadatan torsi yang cukup untuk berjalan yang dibantu dan memungkinkan strategi kontrol yang efektif.
Mohamed Bouri, Insinyur Robotika dan Kepala Kelompok Penelitian Rehassist EPFL
Bantuan di tempat kerja juga
Exoskeleton juga dapat memberikan bantuan yang berharga di tempat kerja. Tapi di sini tujuannya bukan untuk mengubah orang menjadi
pekerja super yang mampu membawa beban yang lebih berat selama berjam-jam atau untuk meningkatkan produktivitas kami. “Exoskeleton kerja hanya dimaksudkan untuk tujuan pencegahan,” kata Julie Beuret, seorang konsultan ergonomi di perusahaan Swiss ErgoExpert. “Mereka dapat membantu mengurangi insiden gangguan muskuloskeletal (MSDS) dan melindungi karyawan.” Beuret dan rekan -rekannya di ErgoExpert memberi saran kepada perusahaan yang tertarik untuk menggunakan exoskeleton untuk operator mereka.
Perangkat semacam itu mengatasi masalah kesehatan masyarakat yang nyata. Menurut Sekretariat Negara Swiss untuk Urusan Ekonomi, MSDS adalah salah satu tantangan kesehatan dan keselamatan kerja terbesar bagi perusahaan Swiss, yang mengakibatkan cedera waktu yang hilang dan biaya terkait. MSD termasuk sejumlah kesedihan yang menyakitkan, melemahkan dan umum seperti sindrom karpal terowongan, nyeri punggung bawah kronis dan tendonitis bahu.
MSD umumnya disebabkan oleh mengangkat benda -benda berat, melakukan tugas yang berulang atau melakukan jenis gerakan tertentu – tepatnya kegiatan yang dapat dibantu oleh exoskeleton. Model yang berbeda telah dikembangkan untuk berbagai bagian tubuh. Yang paling banyak digunakan mendukung punggung dan bahu melalui perangkat bertenaga baterai “aktif” yang meregangkan punggung bawah, atau perangkat “pasif” yang mentransfer beban dari area lumbar ke paha, memberikan bantuan ke punggung bawah. Mereka dapat membantu operator yang sering harus membawa barang -barang besar atau melakukan gerakan berulang. Exoskeleton bahu juga ada, dan dirancang untuk para profesional, seperti pelukis, yang bekerja dengan tangan terangkat.
Pakar exoskeleton kerja dihubungi secara teratur, dan permintaan untuk perangkat ini bertambah. Namun, Beuret mencatat bahwa beberapa perusahaan Swiss menggunakan exoskeleton di tempat kerja dan kesadaran tetap rendah.
Exoskeleton kerja hanya dimaksudkan untuk tujuan pencegahan. Mereka dapat membantu mengurangi insiden gangguan muskuloskeletal (MSDS) dan melindungi karyawan.
Julie Beuret, Konsultan Ergonomi di Perusahaan ErgoExpert
Bagaimana dengan kemampuan kognitif?
Kecelakaan dan penyakit juga dapat mempengaruhi kemampuan kognitif dan emosional kita. Stroke, trauma kepala dan tumor otak, misalnya, dapat mengakibatkan hilangnya bahasa dan memori, ketidakmampuan untuk berkonsentrasi, perilaku sosial yang tidak tepat, apatis dan masalah neurologis lainnya.
Untuk pasien ini, protokol neurorehabilitasi biasanya memiliki dua tujuan: “Yang pertama adalah mengembalikan kemampuan yang hilang dengan memiliki pasien melakukan latihan berulang yang membentuk koneksi baru di dalam otak,” kata Arseny Sokolov, seorang neurolog, Sun) di Universitas Lausanne, dan kepala rumah sakit di Universitas LAVUV) di universitas Layanan NeuroreHabilitation Service (Sun). “Yang kedua adalah mengajarkan strategi kompensasi pasien sehingga mereka dapat belajar untuk hidup dengan kemampuan yang hilang yang sulit dipulihkan, seperti memori.”
Tujuan akhir dari neurorehabilitasi adalah untuk memungkinkan pasien sekali lagi tinggal di rumah, berkendara dan bekerja. “Idealnya pasien akan memiliki empat atau lima sesi seminggu dengan terapis untuk mengembalikan fungsi kognitif dengan benar,” kata Sokolov. “Tapi sayangnya, itu tidak layak diberikan sumber daya yang ada, baik di Sun atau di tempat lain.”
Pelatihan intens dengan bantuan realitas virtual
Di situlah teknologi masuk. Ilmuwan di Sun sedang menguji berbagai jenis teknologi baru di bawah SwissneuroreHab, sebuah proyek yang dipimpin oleh Innosuisse, dikoordinasikan oleh CHUV dan melibatkan sejumlah organisasi termasuk EPFL's Neurorestore Center. Perkembangan termasuk exoskeleton, robotika (untuk gangguan fungsi motorik), robot haptic (untuk gangguan fungsi sensorik) dan realitas virtual. Salah satu keuntungan besar dari realitas virtual adalah memungkinkan pasien untuk berlatih dengan intens terlepas dari ketersediaan terapis dan sumber daya lainnya. “Realitas virtual bukan untuk semua orang, tetapi sembilan dari sepuluh pasien yang mencobanya memutuskan untuk menindaklanjuti – dan kami telah melihat hasil yang sangat baik,” kata Sokolov.
Selain itu, realitas virtual dapat mendorong pasien untuk tetap termotivasi dengan meminta mereka bermain game, membenamkan mereka dalam situasi di luar rumah sakit – dapur atau lapangan tenis, misalnya – atau memberi mereka tantangan yang hampir tidak mungkin dengan metode konvensional.
SwissneuroreHab pada akhirnya akan menjelaskan pendekatan baru untuk neurorehabilitasi yang memanfaatkan teknologi inovatif dan mencakup serangkaian pedoman standar, karena praktik saat ini masih terfragmentasi.
Menerapkan prinsip -prinsip desain untuk mengobati tinitus
Pelatihan yang intens juga bisa menjadi faktor penting dalam pengobatan tinitus, atau berdering di telinga. Puluhan ribu orang di Swiss menderita kondisi ini, yang biasanya disebabkan oleh aktivitas saraf yang menyimpang di korteks pendengaran. EPFL+Ecal Lab mengambil bagian dalam proyek multidisiplin yang disebut Advancing Neurofeedback di Tinnitus untuk mengembangkan opsi pengobatan baru. Inisiatif ini menyatukan para ahli saraf dari Zurich bersama dengan para ahli dalam psikologi kognitif dan pengalaman pengguna dari Universitas Ilmu Terapan Bern dan Universitas Friborg.
Pendekatan neurofeedback yang mereka pelajari melibatkan penggunaan elektroda untuk mengukur aktivitas otak yang ditargetkan pasien dan menampilkannya kepada pasien secara real time. Dengan cara ini, pasien dapat menyesuaikan perilaku mereka berdasarkan apa yang mereka lihat di layar. Ini adalah metode pelatihan noninvasif yang mengajarkan pasien bagaimana mengatur kondisi mereka secara mandiri.
“Proyek penelitian kami memiliki dua tujuan,” kata Delphine Ribes, seorang insinyur dan manajer proyek di EPFL+Ecal Lab. “Yang pertama adalah mengukur sinyal di bagian otak yang menghasilkan tinitus, untuk mendapatkan data yang seakurat mungkin dan mengobati gangguan. Yang kedua adalah untuk menetapkan standar bagaimana sinyal ditampilkan sehingga gambar yang dihasilkan memungkinkan pasien melakukan pelatihan secara efektif, tetap termotivasi dan memahami informasi dengan cepat, dengan artefak minimal.
Desain memainkan peran penting dalam pendekatan ini, karena neurofeedback didasarkan pada menunjukkan pasien yang efektif, mudah dipahami dan memotivasi rangsangan yang juga menyampaikan informasi kunci kepada para praktisi. Desainer di EPFL+Ecal Lab oleh karena itu melakukan penelitian desain visual sistematis yang mencakup konten dan bagaimana itu ditampilkan. Pekerjaan mereka akan digunakan untuk mengembangkan pedoman untuk desain dan penilaian rangsangan neurofeedback dan untuk memberikan komunitas ilmiah dengan kumpulan rangsangan yang terbukti dan sesuai untuk tujuan.
Artikel ini diterbitkan dalam edisi Juni 2025 dari Dimensions, sebuah majalah EPFL yang menampilkan penelitian mutakhir melalui serangkaian artikel mendalam, wawancara, potret, dan sorotan berita. Diterbitkan empat kali setahun dalam bahasa Inggris dan Prancis, itu dapat dikirim ke siapa saja yang ingin serta berkontribusi anggota klub alumni EPFL. Ini juga didistribusikan secara gratis di kampus EPFL.
