Cơ chế hoạt động của găng tay robot. Video: Nhóm nghiên cứu
Sản phẩm do Đỗ Đức Thiện, Võ Đình Thái và Lê Bá Du, sinh viên khoa Cơ khí, Đại học Bách khoa TP HCM nghiên cứu từ tháng 5/2021. Sau hơn 6 tháng thực hiện, sản phẩm đưa vào thử nghiệm.
Găng tay robot được làm từ các vật liệu mềm và cơ cấu kẹp linh hoạt, có thể gắp các vật nhưng không làm biến dạng vật. Cơ chế này giúp người gần như bị liệt các ngón tay do di chứng đột quỵ. Từ cơ sở này, nhóm phát triển cơ chế cử động của găng tay theo nguyên lý khí nén.
Các ngón tay mềm được chế tạo bằng việc pha trộn hai loại dung dịch cao su lỏng. Hỗn hợp sau đó được đổ vào khuôn và đông đặc sau 8 giờ ở nhiệt độ phòng. Ngón tay được kết nối và đưa vào găng tay vải để cố định khi đưa bàn tay con người vào sử dụng. Kích thước tổng thể của ngón tay mềm gần giống ngón tay của người trưởng thành, mặt trước được tạo vân để tăng độ ma sát.
Phía khuỷu tay được gắn cảm biến EMG có nhiệm vụ đọc tín hiệu từ cơ tay và truyền đến các ngón tay mềm thông qua dây dẫn. Khi nhận tín hiệu, găng tay được tự động bơm khí làm cong các ngón tay mềm, ngón tay người cũng cử động theo khiến họ có thể cầm nắm đồ vật. Khi thả đồ vật, cảm biến nhận tín hiệu của cơ tay, truyền đến các ngón tay ngưng bơm và xả khí để ngón tay trở về trạng thái ban đầu.
Găng tay robot sẽ cử động theo trạng thái căng cơ ở khuỷu tay người bị đột quỵ, giúp cử động ngón tay. Ảnh: NVCC
"Cảm biến EMG có khả năng truyền tín hiệu gần như ngay lập tức theo trạng thái căng cơ ở khuỷu tay để cấp và xả khí, nên có thể hỗ trợ rất tốt trong việc kích thích các nhóm cơ trên các ngón tay, giúp họ phục hồi nhanh các cử động", Võ Đình Thái, thành viên nhóm nói. Các phiên bản tiếp theo sẽ có thiết kế gọn hơn, tạo trải nghiệm tốt hơn cho người dùng. Do thời gian làm sản phẩm trong giai đoạn cao điểm Covid-19 nên nhóm chưa có điều kiện thử nghiệm trực tiếp trên các bệnh nhân đột quỵ.
TS Lê Hoài Phương, Trung tâm đào tạo bảo dưỡng công nghiệp, Đại học Bách khoa TP HCM, giáo viên hướng dẫn nhóm đánh giá, các nghiên cứu về găng tay robot mềm trên thế giới đã có khá nhiều. Tuy nhiên, nhóm đã vận dụng những thành tựu sẵn có để phát triển một hướng nghiên cứu mang tính ứng dụng, hỗ trợ cho người đột quỵ.
Sản phẩm được kỳ vọng hỗ trợ cho những bệnh nhân bị đột quỵ có thể phục phồi hoạt động cánh tay tại nhà. Các kết quả thí nghiệm về sản phẩm của nhóm đã được công nhận và đăng trên tạp chí IEEE Xplore của Hiệp hội kỹ sư điện quốc tế. "Đây là cơ sở để chúng tôi hợp tác với các đại học về y khoa, bệnh viện để thực hiện trực tiếp trên bệnh nhân, xây dựng dữ liệu đánh giá mức độ hỗ trợ người bệnh để có thể ứng dụng thực tế một cách phổ biến", TS Phương nói.
Hà An