자기 센서로 의족 제어 정밀도 높인다

의족 사용자 최대 과제 중 하나: 자연스러운 팔다리처럼 움직이게 의족 제어. 대부분 의족은 근전도(EMG, 근육 전기 활동 기록)로 제어하지만 이 접근법은 의족 제한적 제어만 제공.

연구진이 의족 제어 훨씬 더 정밀하게 할 대안 접근법 개발. 절단 잔존부 근육 조직 내 작은 자성 비드 삽입 후 근육 수축 길이 정밀 측정, 이 피드백 밀리초 내 바이오닉 의족 전달. 전략 '마그네토마이크로메트리(MM)'로 빠르고 정확한 근육 측정 제공.

기존 의족 기기들: 피부 표면 부착 또는 근육 내 수술적 이식 전극으로 근육 전기 측정. 후자 고침습·고비용 but 다소 더 정확한 측정. 어느 경우든 근전도(EMG)는 근육 전기 활동만 정보 제공, 길이·속도 정보 없음.

새 전략: 센서가 근육 행동 측정하면 그 측정값이 더 정밀한 의족 제어 제공 아이디어 기반. 달성 위해 연구진 근육에 자석 쌍 삽입. 자석들 상대적 움직임 측정해 근육 수축량·수축 속도 계산.

의족 제어 위해 이 측정값들 컴퓨터 모델 입력해 환자 잔존 근육 수축 기반 환자 팬텀 림프(phantom limb) 공간 위치 예측. 이 전략이 환자 원하는 대로 의족 움직이게 해 정신적 팔다리 위치 그림과 일치. 전체 팔다리 수학적 모델링으로 의족 관절 목표 위치·속도 계산, 단순 로봇 컨트롤러로 해당 관절 제어.

연구진 의족 제어용 센서들 옷에 부착, 피부 표면 부착, 또는 의족 외부에 부착 가능 구상.

MM은 기능적 전기 자극(FES) 기술로 달성된 근육 제어 개선에도 사용 가능. FES 현재 척수 손상자 운동성 회복 돕는 데 사용. 이 자기 제어 또 다른 용도: 로봇 외골격 안내, 발목 등 관절 부착해 뇌졸중·기타 근력 약화 환자 돕기.

본질적으로 자석과 외골격이 생물학적 근육 출력을 뇌졸중 손상 팔다리서 증폭하는 인공 근육 역할. MM 접근법 또 다른 장점: 최소 침습. 근육 내 삽입 후 비드 평생 제자리 유지, 교체 불필요.