Protez Bacaklara Otomatik Eğitim

Elektrikli bacak protezleri, ampute edilmiş kişilere uzun süre yürüme ve daha hızlı hareket etme yeteneği verebiliyor. Ancak, şu anki cihazlar oldukça hantal ve cihazların doğal bir yürüyüşü sağlayacak şekide programlanması saatler alabiliyor.



Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi, Kuzey Carolina Üniversitesi ve Arizona Eyalet Üniversitesi'nden bilim insanları, programlamayı daha hızlı yapabilmek için pekiştirici öğrenme tekniğine dayanan otomatik bir ayarlama sistemi geliştirdi. Sistem sayesinde hasta, bir terapistin yönlendirmesiyle koşu bandı üzerinde protez bacağı ile yürüyebiliyor. Sistem, hastanın niyetini ve protezin hareketini izliyor ve bu bilgilere dayanarak eş zamanlı şekilde kendini ayarlayabiliyor.



Protez bacağın, doğal yürüme hissi verebilecek şekilde eğitilmesi yalnızca on dakika sürüyor. Sistem her adımda, eklem sertliği gibi yaklaşık bir düzine parametreye göre ayarlama yapıyor. Çalışmanın ortak yazarlarından Helen Huang cihazın çalışma şeklini şöyle açıklıyor: “Hastaya rastgele seçilen bir dizi parametre ile güçlendirilmiş bir protez diz vererek başlıyoruz. Daha sonra hastanın kontrollü şartlar altında yürümeye başlamasını sağlıyoruz. Hastanın yürüyüşüne dair veriler cihazdaki bir sensör paketi aracılığıyla toplanıyor. Bir bilgisayar modeli, cihazdaki parametreleri uyarlıyor ve hastanın yürüyüşünü normal bir yürüyüşün profili ile eş zamanlı olarak karşılaştırıyor. Model, hangi parametre ayarlarının performansı iyileştirdiğini ve hangi ayarların performansı olumsuz etkilediğini söyleyebiliyor. Pekiştirici öğrenmeyi kullanarak hesaplama modeli, hastanın normal şekilde yürümesini sağlayan parametreler dizisini hızlı bir şekilde tanımlayabiliyor. Normalde eğitimli klinisyenlerin mevcut yaklaşımlarla bunu gerçekleştirmesi yarım gün sürebiliyor. Bu anlamda hastalar ve klinisyenler için zamandan tasarruf sağlıyoruz.”



Şu anda protez bacak ve sensörler, pekiştirici öğrenme algoritmasını çalıştıran ve ayarlamalar yapan bir bilgisayar sistemine kablolarla bağlanıyor. İlerleyen çalışmalarla bu sistemi kablosuz hale getirmek ve hastalar tarafından normal ortamlarında kullanılabilecek hale getirmek amaçlanıyor. Böylelikle protezlerin eğitim kalitesi artacak ve daha doğal yürüyüşler ortaya çıkacaktır.