Celková cena za materiál pro prototyp mechanicky funkční bionické ruky sestrojené na Technické univerzitě v Liberci se pohybuje okolo 6400 korun. Komerční bionické náhrady rukou jsou řádově desetinásobně dražší.
Právě snaha o vytvoření levné a funkční alternativy byla pro studenta Fakulty mechatroniky Petra Najmana pod vedením doktora Jana Koprnického z Ústavu mechatroniky a technické informatiky FM TUL nejdůležitější částí projektu Bionická ruka.
„Japonci vyrobili funkční bionickou ruku již dříve. Ale až loni v červnu byla konstrukční data odtajněna a dána k dispozici za podmínek open-source licence. Znamená to, že konstruktér dá svoji práci k dispozici a za určitých pravidel může data kdokoli použít. Na základě konstrukčních videí pak může projekt posunout dál. Chtěli jsme vyzkoušet, jestli je to v našich podmínkách v Evropě realizovatelné,“ řekl vedoucí projektu Bionická ruka Jan Koprnický.
Protéza není propojená s nervovým systémem
Protéza není propojená s nervovým systémem jako bývají drahé profesionální náhrady. Zapotřebí je zmáčknout knoflík, například druhou zdravou rukou. Prsty pak reagují a ruka slouží jako šikovný asistent. Rukou je možné například přichytit bundu při zapínání zipu, uchopit láhev a druhou rukou otvírat uzávěr nebo přidržet tkaničku.
„Naše bionická ruka nemá ambice konkurovat drahým komerčním náhradám, které mají větší rozsah možných úkonů, jako je například ovládání počítačové myši. Plní ale velmi dobře základní úkony v běžném životě, jako je přidržování věcí, uchopení menších a středních předmětů,“ vysvětlil Petr Najman.
„Mechanika ruky dovoluje samostatný pohyb ukazováčkem, nastavování několika poloh pro palec a zavírání prostředníčku, prsteníčku a malíčku současně. Mechanicky bez elektroniky je řešeno zápěstí, které je možné otočit o 360 stupňů a také umožňuje naklopení celé dlaně do stran,“ vypočítal Najman.
Ruku pohání tri servomotory
Bionickou ruku zkonstruovanou na fakultě mechatroniky pohání tři servomotory. Jeden velký a dva mikro-servomotory. Velký servomotor pohání mechanismus ukazováčku, ten tak má největší sílu stisku. Jeden mikro-servomotor pohybuje palcem, který je nastavitelný do tří předem určených poloh.
Druhý přes táhlo zavírá zbylé tři prsty. Motory ovládá řídicí jednotka. Celé vybavení je umístěno do dlaně bionické ruky.
Všechny 3D součástky pro stavbu prototypu vytiskla Laboratoř prototypových technologií a procesů na CxI TUL. Na univerzitě byly vyrobeny i desky plošných spojů. V laboratorních podmínkách už konstruktéři ruku otestovali. Rádi by ji ještě vyzkoušeli v reálném životě za asistence handicapovaných. Projekt ještě není u konce.
„V průběhu projektu nás napadlo několik návrhů na další možné úpravy, vylepšení a dořešení,“ řekl Jan Koprnický. „Je to dobrý výukový projekt, v němž se studenti zapojují do skutečné výzkumné práce. Mohou se zaměřit třeba na ovládání všech prstů zvlášť, osazení různými senzory pro kontrolu síly stisku, snímání signálů z těla uživatele, různé konstrukční úpravy a podobně,“ dodal Koprnický.
Univerzita nemůže projekt využít komerčně. Výsledek ale může pomoci dalším zájemcům, kteří by měli o konstrukční řešení univerzity zájem. Do japonského open-source projektu Hackberry se zapojily týmy z řady univerzit a nadšenci na celém světě. Své zkušenosti a názory si vyměňují na webu.
