このスマート「足首」は悪路にも順応する

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人工装具は日々改善され、パーソナル化されているが、便利であるとはいえ本物には遠く及ばない。しかしこの新しい人工足首は、他と比べて本物に近い。ユーザーの歩き方や地面の状態に合わせて自ら動く。

人が歩くとき、足首は数多くの仕事をしている。地面に引きずらないように足先を上げ、着地の衝撃を緩和したり荷重を調節するために足の傾きを調整しながら、地上の凸凹や障害物を避ける。こうした動きを模倣しようとした義肢はほとんどなく、バネの曲がりや詰め物の圧縮など原始的な方法を用いている。

しかし、ヴァンダービルト大学機械工学教授のMichael Goldfarbが作ったこの足首のプロトタイプは、受動的な衝撃吸収のはるか先を行く。関節の中にはモーターとアクチュエーターがあり、内蔵のチップが動きを感知、分類して歩き方を制御する。

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「この装置は何よりもまず周囲の状況に適応する」と、義肢を説明するビデオでGoldfarbは説明した。

「斜面の上り下り、階段の上り下りも可能で、装置が常に利用者の動きを認識し、それに合わせて機能する」と大学のニュースリリースで彼が述べた

歩き出そうとして足が地面を離れたことを感知すると、装置はつま先を上げてぶつからないようにすると同時に、足が下りるときにかかとをつけて次の一歩に備える。また、上から(人が足をどのように使っているか)と下から(斜面や地面の凹凸)の圧力を感知することで、歩き方を自然にすることができる。

数多くの義肢を使ってきたベテランのMike Sasserがこの装置を試して良い感想を述べた。「水圧式のマイクロプロセッサーをもたないタイプの足首を試したことがあるが、不格好で重く行動的な人間には制約が多かった。これは違う。」

現在の装置は、かなり実験室に縛られていて電源は有線で供給されている——外出には便利とは言えない。しかし、もしこの関節が設計通り動くのであれば、電源問題は二の次だ。課題が解決すれば数年のうちに商品化する計画だという。GolfarbのCenter for Intelligent Mechatronicsでの研究については、こちらで見ることができる。

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(翻訳:Nob Takahashi / facebook