Một nhóm sinh viên tại TP.HCM đã chế tạo thành công một bàn tay robot có khả năng giúp bệnh nhân phục hồi chức năng của bàn tay sau khi trải qua tai biến, từ đó giúp họ giảm khó khăn trong sinh hoạt hàng ngày.
Sản phẩm này đã giành giải ba tại cuộc thi Sáng kiến xây dựng thành phố thông minh (DigiTrans Smart City) tổ chức vào tháng 11. Bàn tay robot này có khả năng tăng cường khả năng vận động của bàn tay cho những người bị đột quỵ hoặc gặp vấn đề về dây thần kinh và cơ xương.
Theo Trần Bình Nguyên, người phụ trách công nghệ của nhóm, các thiết bị phục hồi chức năng bàn tay hiện có trên thị trường thường tập trung vào việc cầm nắm, trong khi chưa có nhiều sản phẩm tập trung vào việc tập luyện các ngón tay và đốt ngón tay.
Nhóm đã nghiên cứu thị trường và phát hiện rằng để mua các sản phẩm tương tự cần phải trả từ 4 đến 20 triệu đồng tùy theo loại. Với mục tiêu là tạo ra một sản phẩm có giá phải chăng và đa dạng trong việc tập luyện, nhóm đã chế tạo một bộ truyền động khung xương bên ngoài có cơ cấu hoạt động tương tự như bàn tay người với giá từ 600.000 đến 2 triệu đồng để bệnh nhân có thể sử dụng tại nhà.
Khung bàn tay này được làm từ vật liệu nhựa sinh học PLA và được thiết kế với các đốt và góc co duỗi tương tự như bàn tay người trưởng thành. Chức năng chính của các đốt ngón tay là tạo ra góc nghiêng phù hợp với các điểm tới hạn khi luyện tập theo phác đồ điều trị từng giai đoạn, nhưng vẫn đảm bảo rằng ngón tay không bị lệch hoặc nghiêng trong quá trình tập.
Khi bàn tay robot hoạt động, các tay quay truyền động chuyển động thanh truyền đẩy hệ cơ cấu về phía trước, từ đó gián tiếp đẩy các đốt ngón tay tạo ra chuyển động cho ngón tay. Để đồng bộ hóa các chuyển động của các ngón tay, các động cơ servo được tích hợp vào khung xương. Điều này giúp việc cầm nắm và luyện tập co duỗi dễ dàng hơn.
Nhóm đã tiến hành nghiên cứu và tương tác với các bệnh nhân thực tế để đảm bảo tính hiệu quả của sản phẩm. Họ cũng nhờ sự hỗ trợ từ các bác sĩ chuyên về xương bàn tay và phục hồi chức năng để xây dựng các phác đồ điều trị cho từng loại bệnh. Điều này đã giúp sản phẩm có khả năng lập trình chính xác các chế độ luyện tập cho bệnh nhân.
Người sử dụng sản phẩm sẽ đeo thiết bị này vào tay, sử dụng các dây vải cao su để cố định các đầu ngón tay. Trên thiết bị có tích hợp một bộ điều khiển nút bấm với các chức năng tập khác nhau. Người dùng có thể cài đặt các chế độ riêng theo phác đồ điều trị của từng giai đoạn, như co duỗi, cầm nắm, luyện tập từng ngón… để bệnh nhân có thể sử dụng dễ dàng.
Nhóm đã thử nghiệm sản phẩm trên bệnh nhân tại một bệnh viện tại Bình Dương. Bệnh nhân sử dụng robot để luyện tập co duỗi bàn tay, giúp tạo ra sự phản hồi giữa bàn tay và não bộ. Sau một tháng điều trị với mức độ luyện tập hai lần mỗi ngày, bệnh nhân đã có thể cử động các ngón tay nhẹ, và tỷ lệ hồi phục khoảng 30%. Tháng tiếp theo, bệnh nhân tăng tần suất luyện tập lên bốn lần mỗi ngày với cường độ tập nhanh hơn, đạt tỷ lệ hồi phục lên 60 – 70%. Vào tháng thứ ba, bệnh nhân đã có thể cầm nắm đồ vật nặng 100 gram và tự cầm cốc uống nước.
Tuy nhiên, nhóm còn gặp một số hạn chế, trong đó thiết kế cơ khí của bộ truyền chưa được tối ưu hóa và còn cồng kềnh, cũng như hệ thống điều khiển hiện còn phải thao tác trên máy tính. Nhóm dự định phát triển sản phẩm nhỏ gọn hơn và mở rộng áp dụng cho các bộ phận vận động khác trên cơ thể để hỗ trợ bác sĩ thu thập thông tin quan trọng hơn cho quá trình điều trị của bệnh nhân.
