Концепція розроблення біонічних протезів верхніх кінцівок із застосуванням технологій IoT

Abstract

В роботі обгрунтовано концепцію розроблення біопротезів із застосуванням технологій IoT. Проаналізовано існуючі концепції проектування біопротезів, що грунтуються на поєднанні різних елементів протезів та методів їхнього виготовлення, а також застосування методів цілеспрямованої реіннервації м'язів, способів керування протезами з багатьма ступенями вільності, методів остеоінтеграції та остеоперцепції, застосування імплантованих міоелектричних сенсорів, нейронних зворотних зв'язків, способів забезпечення тактильних відчуттів. Запропоновано концепцію проектування біонічних протезів на основі використання конструкції ендоскелета, єдиної інформаційної системи відбору даних, їх обміну між функціональними вузлами протеза, опрацювання із використанням штучного інтелекту віддалено, на комп’ютері/смартфоні на етапах навчання, реалізації здатності до самонавчання на основному етапі користування протезом а також реалізації функції тактильних відчуттів, застосування технології IoT та хмарних технологій. Технічна реалізація пропонованої концепції забезпечить можливість розроблення біонічного протеза, який не матиме аналогів та буде в більшій мірі задовольняти потребам пацієнтів.

The work substantiates the concept of developing bionic upper limb prostheses using IoT technologies. Existing concepts of designing bionic upper limb prostheses are analyzed, which are based on a combination of various prosthetic elements and methods of their manufacture, methods of their controlling, methods of osteointegration and osteoperception, the use of implanted myoelectric sensors, neural feedback, and methods of providing tactile sensations. The concept of designing bionic prostheses is proposed based on the use of an endoskeleton design, a unified information system for data selection, their exchange between functional nodes of the prosthesis, processing using artificial intelligence remotely, on a computer/smartphone at the training stages, the implementation of the ability to selflearning at the main stage of using the prosthesis, as well as the implementation of the function of tactile sensations, the use of IoT technology and cloud technologies. The technical implementation of the proposed concept will provide the possibility of developing a bionic prosthesis that will have no analogues and will better meet the needs of patients.