신기술: 생체모방복장은 인공지능과 신체를 련결시켜 행동장애를 해결한다

2010년, 기술 혁신가 JeremiahRobison의 딸은 뇌성마비 진단을 받았는데 이는 그의 운동기능과 보행능력에 거대한 영향을 끼쳤다.이후 8년 동안 딸의 행동력이 갈수록 나빠졌지만 효과적인 해결책이 없어 그는 매우 낙담했다.

"기술 전문가로서, 나는 우리가 자주적인 분야에서 본 혁신을 실천에 옮기고, 이러한 혁신을 인체에 응용하여 그녀에게 지팡이, 보조기, 휠체어보다 더 좋은 의료 설비를 제공할 기회가 있다."JeremiahRobison은 딸을 위해 운동 보조 장비를 개발하고 싶다는 생각을 했습니다.

　　《Disability Impacts All of Us"라는 글은 미국 성인의 12.1% 가 행동장애가 있으며 걷거나 계단을 오르는 등 심각한 어려움을 겪고 있다고 지적했다.이러한 행동의 어려움은 환자의 신체적 안전과 정서적 건강을 심각하게 해치고 있으며 많은 다른 합병증을 초래할 수 있습니다.인구 고령화에 따라 이 문제는 나날이 심각해질 것이다.

딸과 그녀와 같은 행동 장애 환자를 돕기 위해, 제레미아Robison은 2018 년에 Cionic Corporation을 설립했으며 다발성 경화증, 뇌졸중, 뇌성마비 및 기타 신경계 질환으로 인해 거동이 불편한 사람들에게 생체 모방 의류를 제공하여 더 독립적으로 이동하고 걸을 수 있도록 돕는 데 집중했습니다.4년 동안 JeremiahRobiso와 그 팀은 Cionic 웨어러블 신경 슬리브를 스튜디오의 개념에서 FDA의 승인을 받은 제품으로 변경했습니다.

많은 행동 장애 환자에게 일반적인 치료 방법은 발목 교형기를 사용하는 것입니다. 이것은 발을 고정 할 수있는 딱딱한 플라스틱 스텐트입니다.다른 보조 장비로는 보행기, 지팡이, 휠체어 등이 있다.이러한 장치는 넘어짐을 방지하고 일정한 활동 능력을 제공하는 데 도움이 될 수 있지만 잠재적 인 신경, 힘 및 조정 문제를 해결할 수는 없습니다.그중 일부 설비는 사람들이 계단을 오르는 등 응용장면에서 육중하고 쓸모없어 보이며 또 환자의 행동장애를 폭로하여 그들로 하여금 침범적인 문제와 사회적수치에 직면하게 한다.

또 다른 치료법은 외골격 장비를 사용하는 것이다.외골격설비는 비교적 육중하여 원격조종, 외부전극 또는 수술로 이식한 뇌기계인터페이스에 의거하여 조작하는데 전지용량, 제한된 운동범위 등 여러 요소의 제약을 받고있으며 일부 설비원가는 줄곧 고공행진을 계속하고있어 그 보급률에 영향을 주고있다.

외골격의 외형이 인체 골격계의 영감 재현이라면 Cionic의 영감은 인체 자체의 근육과 신경 신호에서 나온다.

근육에 힘이 있고 유기체가 치료와 간섭이 필요한 통증이 없더라도 뇌가 복잡한 운동에서 근육을 정확하게 동원하는 것은 일부 집단의 큰 도전이 될 수 있기 때문이다.뇌졸중, 다발성 경화증, 기타 신경계 질환으로 걷기가 어려운 수백만 명의 사람들에게 가장 큰 문제는 다리 부상이 아니라 뇌가 지체와 효과적으로 소통하지 못하고 복잡한 운동 과정에서 정확한 순서로 근육을 활성화시키지 못하는 데 있다.

"따라서 우리의 기술적 목표는 의족처럼 골격계를 대체하는 것이 아니라 걸음걸이와 복잡한 운동을 통제하는 뇌의 신경신호 부분을 대체하는 것이다."이렇게 되면 더욱 안정적인 운동시스템을 만들어 넘어지지 않고 환자의 행동장애를 줄일 수 있다.Cionic의 기술은 손상된 근육의 신경 방전을 조정하고 경직된 스탠드 또는 내구성 의료 장비보다 더 자연스러운 운동 모드를 제공합니다.

Cionic은 사람의 몸에 로봇을 설치하여 그들의 몸을 움직이는 것에 비해 인공지능을 몸과 연결하여 인공지능이 사용자가 하고 싶은 동작을 이해하고 몸 자체의 근육을 활성화시켜 동작을 실현한다.Cionic은 이 기술을"옷"에 내장하여 바지나 양말처럼 쉽게 착용할 수 있도록 합니다.

연구 개발 과정에서 Cionic은 세계적으로 유명한 산업 디자이너 Yves Behar와 그의 다학제 기관인 fusionproject와합작하다.그들은 전극에 전력을 공급하는 총 전선을 부드러운 직물에 통합하여 쉽게 착용할 수 있도록 설계했다.이를 위해 Cionic은 다양한 시나리오에서 50 개 이상의 프로토타입 장치로 다양한 방식으로 테스트 검사를 수행했습니다.

시오닉 웨어러블 신경슬리브의 가장 중요한 특징은 의료제품처럼 보이지 않고 운동제품처럼 보이며 다양한 색상을 선택할 수 있어 일반 운동바지와 비슷해 보인다는 점이다."사람들은 행동장애가 있을 때 보살핌을 받아야 한다는 느낌을 받는다.그리고 우리는 환자들이 정상인과 다름없는 평등하고 독립적인 방식으로 살 수 있기를 바란다"고 Cionic 창시자 JeremiahRobison이 말했다.

Cionic 웨어러블 신경 슬리브 외관이 일반 스포츠 바지와 매우 유사합니다. 사진 출처: Cionic 공식 홈페이지

Cionic에 따르면 웨어러블 신경 슬리브는 실험 참가자 중 중증 통증이 있는 사람을 60%, 중증 불안이나 우울증이 있는 사람을 75% 감소시켰다.많은 사용자들은 또한 자신의 활동 능력이 개선되었다고 말한다.

시오닉 웨어러블 신경 슬리브는 가볍고 내구성이 뛰어나 어디서나 착용할 수 있다.이 설비는 손상된 다리의 근육을 전기로 자극하여 근육의 재교육을 촉진하고 페용성의 위축을 방지/지연시키며 국부적인 혈류를 촉진하여 개체의 걸음걸이를 개선할수 있다.

시오닉 웨어러블 신경슬리브는 걸음걸이 실험실의 진단 능력과 기능성 전기자극(FES)의 치료 능력을 결합한 생체모방 의류다.

이 장비는 사람의 허벅지와 종아리에 싸일 수 있다.공기가 통하는 직물 내부에는 센서와 전극으로 구성된 시스템이 숨겨져 있으며 인공지능으로 구동되는 응용 프로그램과 통신할 수 있다.센서는 환자의 운동 상태를 실시간으로 모니터링하고 근육 수축 상황과 지체 위치를 평가할 수 있다.이어 애플리케이션은 이 데이터를 분석해 발이 지면을 떠나기 전 1/10초 동안 한 사람의 발걸음 의도를 예측한다.그런 다음 전극을 지휘하여 걸음걸이 주기의 정확한 순서에 따라 다리의 근육을 활성화하여 인체의 자연스러운 운동을 지원합니다.

Cionic 웨어러블 신경세트는 전문적인 읽기와 쓰기 신경인터페이스를 가지고 있어 실시간으로 근육 박동과 지체 위치를 측정 분석하고 각 동작을 분석하여 근육의 활동 상태와 힘, 지체의 운동 궤적과 자세를 정확하게 반영할 수 있다.또한 이 시스템은 유연한 상황 감지를 가지고 있어 환자가 앉아 있는지, 서 있는지 걷는지 식별할 수 있으며 환경과 사용자의 상태에 따라 적시에 자극을 제공할 수 있다.

Cionic 웨어러블 신경 슬리브는 개성화된 전체 다리 자극을 실현할 수 있다. 도원 Cionic 홈페이지

이 시스템의 중대한 혁신은 소프트웨어를 통해 전류를 제어하여 환자가 근골격계 (또는 신체) 의 미세한 운동을 정확하게 조절할수 있도록 하는것이다.전통적인 자극 시스템은 수동으로 전극을 배치해야 하기 때문에 새로운 기능성 운동을 할 때마다 전극을 이동해야 할 수도 있다는 것을 의미한다.Cionic 웨어러블 신경 슬리브는 이러한 결함을 방지합니다.

Cionic 앱은 iOS 및 Android 시스템에 적용되며 사용자는 휴대 전화 또는 태블릿을 통해 신경 슬리브의 설정 및 기능을 제어하고 관리 할 수 있습니다.이 소프트웨어 덕분에 Cionic 웨어러블 신경 슬리브는 개인화 된 관리를 할 수 있습니다.EMG 및 운동학 보고서는 환자의 운동 진행을 실시간으로 모니터링하고 환자의 장기적인 진행을 추적하며 의료진과 데이터를 공유합니다.이와 동시에 이 응용프로그램은 련습과 교육자원을 제공하여 맞춤형치료를 실현할수 있다.

주의해야 할 점은 이 설비는 또 자체적응계산법을 갖고있어 입력한 데터와 피드백의 결과에 근거하여 자극의 주파수, 지속시간, 파형과 순서 등 매개 변수를 자동적으로 조정하고 자극모식을 끊임없이 최적화하여"매 한걸음이 모두 이전 한걸음보다 더욱 지능적으로"되도록 할수 있다.

또한 Cionic 웨어러블 신경 슬리브는 편안하고 직관적인 디자인으로 쉽게 입고 벗을 수 있어 착용 중 사용자의 불편함과 스트레스를 줄일 수 있다.내장된 배터리는 8시간 동안 작동할 수 있어 일상적인 작업 요구를 충족하고 하루 종일 도움을 줄 수 있다.

Cionic의 다중 센터 연구 실험은 Cionic 웨어러블 신경 슬리브가 발목 관절 처짐 환자를 보조하는 데 얼마나 효과적인지 검증했습니다.참가자들은 영향을 많이 받은 한쪽 다리에 신경통을 착용했다.자극의 빈도, 맥폭, 폭을 조절하여 복사뼈 등 굴절근군을 활성화시킨 후 사용자는 걸음걸이 보조자극이 없는 상황에서 연속적인 보행 테스트를 진행한다.이 연구의 주요 종점은 발목 관절의 등굴도를 높여 발의 이격도를 개선하는 것이다.쌍을 이룬 련속적인 테스트에서 94% 의 참여자가 발뒤꿈치에 닿았을 때 복사뼈관절의 등굴도가 적극적으로 제고되였다.

그러나 복사뼈 등굽힘은 행동장애 문제의 일부일 뿐이다.발이 처지는 많은 사람들도 복사뼈가 지나치게 안쪽으로 뒤집히는 것을 나타내는데, 이는 발 바깥쪽이 땅에 닿아 복사뼈 부상과 넘어질 위험을 증가시킬 수 있다.Cionic의 소프트웨어는 자극 배열을 조작하여 신경 튜브가 배굴의 증가와 내전의 감소를 균형 있게 할 수 있도록 한다.참가자의 88% 가 흔들리는 동안 발목 안쪽 뒤집기가 적극적으로 개선되는 것으로 나타났다.

이 두 지표에서 모든 참가자의 개선을 겹친 후, Cionic의 걸음걸이 보조 실험에 따르면 모든 참가자의 평균 종합 개선도는 9 ° 였다.

2022년 3월 8일, Cionic은 Cionic 웨어러블 신경 슬리브가 FDA로부터 Ⅱ류 의료 장비로 승인되었다고 발표했다.이 이정표 이벤트는 Cionic의 상업화를 추진할 것이다.

2023년 10월 18일, Cionic사는 1200만 달러의 A라운드 연기 융자를 받았다고 발표했다.이번 융자는 LCatterton 영입, Transformational Healthcare, EnableVentures 참여.Crunchbase 홈페이지에 따르면 이번 융자 총액은 2000만 달러 (약 1억 4300만 원) 를 넘어섰다.

현재, 이 설비를 구매하려면 의사가 발급한 처방전이 필요하며, 이 설비는 보험 범위 내에 있지 않다.그러나 Cionic사는 고객이 보험회사에 결산을 신청하는 것을 지원할 것이라고 밝혔다.이 장비는 현재 22 세 이상에게만 개방되어 있지만 Cionic Corporation도 아동 실험을 계획하고 있으며 궁극적으로 Jeremiah와 같은 사람들을 도울 수 있기를 희망합니다.Robison의 딸 같은 어린이는 행동 장애를 극복합니다.