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Il sistema d'insegnamento di rinforzo prepara automaticamente le gambe prostetiche

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Le protesi autoalimentate della gamba possono dare ad amputati la capacità di camminare per i lungi periodi di tempo e di agire in tal modo attivo. La realtà è che questi dispositivi sono abbastanza grossolani e programmarli per funzionare uniformemente per produrre un'andatura naturale richiedono le ore ed i risultati sono raramente perfetti.

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Gli scienziati a Carolina State University del nord, all'università di Nord Carolina ed all'università di Stato di Arizona ora hanno messo a punto un sistema di sintonia automatizzato che conta puramente su una tecnica chiamata rinforzo che impara fare il suo lavoro. Ciò permette che il paziente cammini semplicemente con un nuovo prostetico su una pedana mobile mentre guida da un terapista. Il sistema controlla le intenzioni del paziente e del movimento del prostetico e regola in tempo reale basato sulle letture.

Prende circa circa dieci minuti per preparare una gamba prostetica in modo che ritenga abbastanza naturale. Ciò è parzialmente dovuto il fatto che il sistema regola dozzina parametri differenti, quale rigidezza unita, in tutto ogni punto durante il processo di formazione. «Cominciamo dando ad un paziente un ginocchio prostetico alimentato con un insieme dei parametri a caso selezionato,» ha detto Helen Huang, co-author dello studio, l'annuncio. «Poi facciamo cominciare al paziente a camminare, in circostanze controllate. I dati sul dispositivo e sull'andatura del paziente sono raccolti via una serie dei sensori nel dispositivo,» Huang dice. «Un modello elaborato dal calcolatore adatta i parametri sul dispositivo e confronta l'andatura del paziente al profilo di un'andatura di camminata normale in tempo reale. Il modello può dire le quali regolazioni di parametro migliorano la prestazione e le quali regolazioni alterano la prestazione. Facendo uso del rinforzo che impara, il modello di calcolo può identificare rapidamente l'insieme dei parametri che permette che il paziente cammini normalmente. Gli approcci esistenti, contanti sui clinici formati, possono richiedere mezza giornata.»

Attualmente la gamba ed i sensori prostetici sono collegati via un cavo grasso ad un sistema informatico, che esegue l'algoritmo di apprendimento di rinforzo e procede agli adeguamenti. I punti seguenti comprenderanno rendere questo sistema senza fili e capace di essere utilizzato dai pazienti nei loro ambienti normali. Ciò dovrebbe migliorare la qualità dell'addestramento e condurre alle andature di camminata più naturali.