Design and Testing of a Tendon-Like Orthosis Actuated by Shape Memory Alloy Wires and Controlled by Myoelectric Signals

Questa tesi fa parte di un progetto riguardante lo sviluppo di un'ortesi tendon-like azionato da fili di leghe a memoria di forma che funzionano come muscoli artificiali per compensare la mancanza di forza nella mano nei pazienti post-ictus. Il dispositivo indossabile utilizza fili in Nitinol per l'attuazione meccanica dell'ortesi, mentre la trasmissione del movimento alla mano interessata viene realizzata attraverso un sistema tendon-like e jointless a un guanto morbido. Il segnale elettromiografico superficiale (EMG) viene misurato sull'avambraccio dei soggetti e integrato nel sistema di controllo dei muscoli artificiali. Ottimizzazioni nel software sono state implementate per migliorare le funzioni di controllo dell'attuatore. Con l'uso di leghe a memoria di forma e tecniche di stampa 3D, viene costruito un prototipo funzionale che è regolabile per diversi soggetti grazie alla possibilità di regolazione delle dimensioni, alla modularità e al collegamento universale al guanto per qualsiasi movimento delle dita. I test sono stati condotti su una manichino e su quattro soggetti per raccogliere dati per affrontare il Range of Motion e la ripetibilità del movimento. Un test finale mostra la funzionalità del sistema azionando il braccio destro dei soggetti in un movimento a specchio a causa del controllo del segnale EMG misurato sul braccio sinistro.