SAM (Smart ArM) ist eine Armprothese für transhumeral (oberhalb des Ellenbogens) Amputierte oder angeborene Amputierte ohne Unterarm. Sie bietet den Patienten intuitive und effiziente Steuerungsmöglichkeiten, um ihre motorischen Fähigkeiten zu erweitern und ihre Autonomie bei der Durchführung von Aktivitäten des täglichen Lebens zu erhöhen.
Das Ziel von SAM ist es, die Aufmerksamkeit speziell auf den komplexen Fall der Amputation oberhalb des Ellenbogens und seine Besonderheiten zu lenken. Transhumeral- oder angeborene Amputierte, die eine Ellenbogenprothese benötigen, müssen nämlich neben der Handsteuerung auch die komplexe Steuerung von mindestens zwei aktiven Gelenken bewältigen (über die nur wenig Forschung betrieben wird). SAM will auch die Möglichkeiten nicht-invasiver Ansätze fördern, als Reaktion auf die jüngsten Trends zu invasiven und chirurgischen Techniken (implantierte Elektroden, Muskelreinnervation usw.).
SAM verfügt über zwei motorisierte Freiheitsgrade: einen aktiven robotisierten Handgelenksrotator und einen originellen exoskelettalen aktiven Ellbogen, der speziell für angeborene Amputierte (denen ein Unterarm und ein Ellbogengelenk fehlt) entwickelt wurde, die in der Regel einen Langarmstumpf haben. Ausserdem kann SAM mit jeder handelsüblichen Handprothese ausgestattet werden.
Die Hauptinnovation bei SAM liegt nicht nur in der Hardware, sondern vielmehr in der eingebetteten Steuerungsarchitektur und den damit verbundenen sensomotorischen Steuerungsstrategien, an denen wir seit mehreren Jahren arbeiten. Unsere innovative Steuerungsstrategie basiert auf zwei verschiedenen Steuerungsmodi:
- eine Steuerung, die auf der Dekodierung von myoelektrischen Kontraktionsmustern basiert, die mit der willentlichen Kontraktion von Restmuskeln bei Armamputierten verbunden sind und mit sEMG-Elektroden gemessen werden, die im Prothesenschaft angebracht sind.
- eine Steuerung, die auf den Körper- und Stumpfbewegungen des Benutzers basiert, die mit eingebetteten, tragbaren Trägheitsmessgeräten (IMUs) gemessen werden. Dieser Steuerungsmodus stützt sich im Wesentlichen auf kompensatorische Strategien des Körpers, um einige der Bewegungen der Zwischengelenke der Prothese zu koordinieren und so schnellere Reaktionen und biomimetischere Gesten zu erreichen.
Diese Steuerungsmodi können miteinander gekoppelt werden (einige Gelenke werden durch den einen Modus, andere durch den anderen Modus gesteuert), um die Geschicklichkeit des Trägers zu verbessern.