Co można uzyskać dzięki wynalazkowi
Egzoszkielet kończyny dolnej to urządzenie zewnętrzne (nieingerujące w organizm ludzki) wspomagające pracę mięśni poprzez zwiększanie ich siły. Może być stosowane w wielu dziedzinach np. w rehabilitacji, w przemyśle, czy w zastosowaniach specjalnych takich jak wojska, straż pożarna czy ratunkowa. Mechanizm taki mocowany jest na zewnątrz ciała, dzięki czemu nie jest inwazyjny, a mimo wszystko bezpośrednio oddziałuje na dane części ciała człowieka. W obecnych czasach prowadzonych jest wiele badań zajmujących się projektowaniem i konstruowaniem egzoszkieletów różnych partii ciała. Największym problemem, jaki autor dostrzega w istniejących rozwiązaniach to sposób zasilania tych urządzeń. Analiza przepływu energii podczas chodu, może być inspiracją w zastosowaniu układów odzysku energii w egzoszkielecie kończyny dolnej. Analizując pracę wykonywaną podczas chodu można wyróżnić pracę zewnętrzną oraz pracę wewnętrzną kończyn dolnych. Praca wewnętrzna to ta wykonywana przez mięśnie, w zamianie energii chemicznej na mechaniczną, natomiast praca zewnętrzna to praca, która wywołuje ruch kończyny, wykonana przez siły mięśni i siły zewnętrzne. Podczas chodu można wyróżnić dwie główne fazy – fazę podporu i fazę wykroku. W fazie podporu występują kolejne trzy fazy. Faza amortyzacji, w momencie postawienia stopy na podłożu, faza podparcia – przeniesienie ciężaru ciała i stabilizacji ciała oraz faza odbicia.
Podczas jednego cyklu chodu obie nogi wykonują różną pracę. Kończyna wykroczna wykorzystuje więcej energii na wykonanie kroku – rozpędzenie kończyny do przodu, natomiast kończyna zakroczna traci energię na jej wyhamowanie wykonując pracę ujemną. Obserwując taką zależność można zaobserwować mechanizm podwójnego wahadła. Podczas amortyzacji następuje zjawisko gromadzenia energii natomiast podczas fazy odbicia, gdy występuje praca dodatnia następuje zjawisko oddawania energii. Dzięki temu energia tracona przez kończynę zakroczną może być wykorzystywana przez kończynę wykroczną.
Egzoszkielet ma za zadanie odzwierciedlić ruch kończyn dolnych, dzięki czemu istnieje możliwość badań nad wykorzystaniem zjawiska odzysku energii odzwierciedlający proces zachodzący podczas chodu fizjologicznego.
Istota wynalazku
Istotą wynalazku jest innowacyjny egzoszkielet kończyny dolnej. Jest to urządzenie zewnętrzne (nieingerujące w organizm ludzki) wspomagające pracę mięśni poprzez zwiększanie ich siły.
Potencjał komercjalizacji
Współczesny rozwój inżynierii biomedycznej jest niezwykle istotny. Głównym celem inżynierii biomedycznej jest ciągły rozwój wszelkich technik medycznych. Ponieważ obszar na jaki roztacza się inżynieria biomedyczna jest bardzo szeroki, konieczna jest ciągła współpraca specjalistów zajmujących się elektroniką i aparaturą medyczną, biomechaniką czy też biomateriałami. Inżynieria biomedyczna to obecnie najszybciej rozwijająca się dziedzina nauki na świecie. Ponieważ inżynieria biomedyczna wszystkie swoje działania koncentruje na człowieku, dynamika jej rozwoju jest silnie odczuwalna przez nas samych. Ciągłe ulepszanie sprzętu medycznego, wytwarzanie nowych materiałów dla potrzeb inżynierii regeneracyjnej, coraz bardziej zaawansowane techniki obrazowania wnętrza ludzkiego ciała i wiele innych pionierskich rozwiązań stosowanych jest po to, aby lepiej i skuteczniej leczyć, diagnozować - a co dla nas ważne - by lepiej żyć. Proponowany egzoszkielet jest nowoczesnym i innowacyjnym urządzeniem, które może przynieść znaczące korzyści osobom rehabilitowanym, w związku z czym potencjał komercjalizacyjny ocenia się jako wysoki.
