手部震颤让日常琐事变成障碍。敲击键盘、切番茄、端水杯、演奏乐器或高尔夫推杆,每项任务都变成了一场艰难的博弈。多伦多Steadiwear公司推出的腕戴式设备Steadi-3 Plus,利用一对钕弧形磁体、机械弹簧和运动质量块,完全被动地解决这一难题,无需任何电池或电子元件,售价约1000美元。
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手部震颤让日常琐事变成障碍。敲击键盘、切番茄、端水杯、演奏乐器、高尔夫推杆:每项任务都变成了一场艰难的博弈。多伦多Steadiwear公司推出的腕戴式设备Steadi-3 Plus,仅凭一对钕弧形磁体、一个机械弹簧和一个运动质量块,便解决了这一难题。
该设备没有铁磁流体,没有电磁铁,没有电池,没有软件,也没有任何电子元件。该设备完全是被动的。其售价约为1000美元。
腕部尺度的地震工程
“最直观的理解方式就是地震中的摩天大楼,”Steadiwear联合创始人、首席执行官兼首席技术官Mark Elias解释道。“许多高层建筑使用调谐质量阻尼器——一个大型配重,其运动方向与建筑物的摇摆相反,从而使其稳定。Steadi-3 Plus在腕部尺度上使用了相同的原理。设备内部有一个小的运动质量块和一根弹簧,它们共同对抗由人体震颤引起的晃动。”
难点在于这两个问题并不等同。“建筑物的摇摆方式相当可预测,”Elias说。“但人体震颤并非如此。它在不同个体之间存在差异,在同一个人一天的不同时间里,也会根据疲劳程度、姿势、服药时间和当前任务而变化。经典的调谐质量阻尼器只调谐到一个频率。如果将其调谐到5 Hz,它在5 Hz时表现良好,然后就不再提供帮助,超过某个临界点后,它甚至会使情况变得更糟。”
这正是磁体需要解决的约束条件。
设备自适应
为何选择弧形磁体,为何选择N45
传统的机械减振器具有单一的共振频率,由其质量和弹簧刚度决定。Steadiwear的方法是通过在机械弹簧旁边放置一对处于相吸构型的钕弧形磁体,使有效刚度成为位移的函数,而不是常数。
随着质量块的移动,磁力的贡献会随着磁极面之间间隙的变化而改变。因此,弹簧和磁体组合系统在行程的不同点呈现出不同的有效刚度,这使得衰减曲线变得平缓并加宽,而不是集中在单一峰值上。其结果是,该设备能够在人们日常生活中实际产生的整个运动范围内减少震颤,而不是仅在单一的实验室频率下有效。
磁体的选择由三个特性驱动。
弧形几何结构。
弧形轮廓使磁极面能够跟随运动质量块的曲线路径,在整个行程中将工作间隙保持在狭窄的范围内。如果使用一对平面方块,在相同的行程内间隙的开合变化会剧烈得多,从而使刚度曲线更难塑造。
N45牌号。
该设备必须在手腕上的小体积内提供特定的力,同时不增加用户需要整天携带的质量。N45正处于可用磁能积能够在可用空间内提供所需力的最佳平衡点。
被动运行。
由于磁力贡献不需要电源,该系统继承了纯机械组件的可靠性特征。无需充电,无需更新,也不会在运行周期内发生故障。
两位祖母
该设备承载着一些个人历史。2014年,当Elias和联合创始人Emile Maamary在大学相识时,他们发现两人的祖母都患有特发性震颤。这种联系成为了他们在2015年创立这家医疗科技公司的基础。Elias的背景是结构工程,他在建筑振动调谐质量阻尼系统方面的工作是该概念的直接来源。
两人花了大约五年时间开发第一代产品,并在疫情开始时将其推向市场。时机成了一个障碍,但停顿也给了他们重新考虑设计的空间。第一代产品被发送给早期采用者和Beta测试人员,该群体足以验证该概念,并获得了美国FDA和加拿大卫生部的I类医疗器械注册。
随后推出的Steadi-2重量和体积仅为前代产品的一半。它引入了磁性元件,并专门针对特发性震颤进行了优化。为了扩展有效频带以覆盖帕金森氏震颤,需要另一个设计周期,并获得了100万美元的新投资支持。
其成果便是Steadi-3 Plus:迄今为止最小、最轻的一代产品,对特发性震颤和帕金森病均有效。
在一项受控性能评估中,9名参与者分别在无辅助、佩戴假设备和佩戴真实设备的情况下被录像,任务顺序随机。神经病学家在不知晓他们观看的是哪种情况的前提下,使用改良版Fahn-Tolosa-Marin量表对视频进行评分。80%的参与者相较于无辅助情况有所改善,70%的参与者相较于假设备情况有所改善。在评估的三项任务(饮水、意向性震颤和螺旋绘图)中,真实设备的表现均优于假设备和无辅助情况。条件效应具有统计学意义,且未报告不良事件。
“与假设备区分开来才是关键所在,”Elias说。“特发性震颤有很强的安慰剂反应。手腕上的任何重量都会产生一定作用。如果你不使用盲法评估者针对假设备进行测试,你就没有测量你的设备,你测量的只是期望值和增加的质量。”
下一步计划
2025年秋季,公司又完成了220万美元的新一轮融资。Steadiwear目前正在开发围绕该机构优化版本构建的微型化第四代产品。
2026年8月,丰田移动基金会(Toyota Mobility Foundation)选择Steadiwear加入“无限移动枢纽”(Mobility Unlimited Hub),这是该基金会与多伦多MaRS发现区(MaRS Discovery District)和巴西圣卡洛斯ONOVOLAB共同运行的一个加速项目。该项目针对能够改善残疾人和行动不便人士的自主性、无障碍性和包容性的产品,并提供专业的指导、战略联系和市场拓展支持。
资讯来源
- Magnetics Magazine (2026-10-01)
- 原文: 钕弧形磁体调节腕戴式减振器以对抗手部震颤
- https://magneticsmag.com/neodymium-arc-magnets-tune-a-wrist-worn-vibration-absorber-to-counter-hand-tremors/
