Syftet med detta projekt var att ta fram en lösning till det regelbundna bytet av proteser under barnets tillväxt. Problemet med detta regelbundna byte av proteser är materialkostnader, produktionskostnader, materialspill och materialanvändning som kommer vara kontinuerliga under barnets tillväxt och detta kan ha en negativ påverkan på aspekter som miljö, sociala och ekonomi. Detta projekt löstes igenom beslutsmodeller, skisser och 3D-konstruktioner som såg till att en protes hade förmågan att växa med ett barns tillväxt. Målet med examensarbetet var att konstruera en armprotes, skapa en fysisk prototyp och undersöka konstruktionens generella materialval. Dessutom ge argument för armprotesens fördelar kring de globala målen. Arbetet och resurserna som krävs för att konstruera en armprotes kräver extremt mycket forskning där detta examensarbete endast höll sig inom en liten ram. Detta examensarbete resulterade till en prototyp som kan demonstrera en expansionsfunktion och gripfunktion. Dessutom bestämdes lämpliga materialval för armprotesens olika komponenter. Projektet lyckades med att ta fram en lösning på det regelbundna bytet av proteser under ett barns tillväxt. Under projektets gång upptäcktes ett antal förbättringar som kunde utförts, då vid uppföljning av projekt togs det fram flera förbättringsförslag med hjälp av diskussion och resultat som senare går att jobba vidare med. / The purpose of this project was to develop a solution for the regular change of prostheses during a child’s growth. The problem with the regular change of prostheses are the material costs, production costs, material waste and material use which will be continuous during the child’s growth and this can have a negative impact on aspects such as enviormental, social and economical. his project was about developing a solution based on decision models, sketches and 3D-constructions that ensures that a prosthesis has the ability to expand with a child during it’s growth. The goal of the project was to construct a armprothesis, build a physical prototype and also research the general material choices. Furthermore provide arguments for the benefits of the specific prosthetic arm surrounding the sustainable development goals. The time and resources to develop such an arm prothesis will require en extreme amount of research, this thesis project would only be working within a small framework. This thesis project resulted in a prototyp that has the ability to demonstrate a expansionfunction and a grip function. Appropriate material choices were decided for the prothesis several components. The project succeded in producing a solution for the regular change of prostheses during a child’s growth. During the course of the project was it realized that several improvements could’ve been made, then at the behest of a sudden follow-up, several suggestions for improvement were produced with the help of discussion and results which can late be worked upon.

Aim: The aim of this thesis is to evaluate patients’ satisfaction with prosthetic device and service on lower limb amputations in Danang, Vietnam and to implement comparisons between the subgroups gender, living area, amputation cause and level. Method: A cross-sectional study design was conducted using the Quebec User Evaluation of Satisfaction with assistive Technology (QUEST) 2.0 questionnaire to measure patients’ satisfaction. Fifty patients were recruited through the International Committee of the Red Cross (ICRC) and the data collection was performed in the patients own homes with an interpreter. The collected data was statistically analyzed with suitable tests using Statistical Package for the Social Sciences (SPSS). Result: The patients were quite satisfied with their prosthetic devices (mean 4.16 SD ± 0.561) and more or less satisfied with their given services (mean 2.83 SD ± 1.213). Significant differences were found between genders regarding the patients’ satisfaction with prosthetic device. There were no significant differences between the remaining subgroups; living area, amputation cause and amputation level. Conclusion: This thesis demonstrates that the patients in Danang appear to be quite satisfied with their prosthetic device, even though they reported problems with the durability of the device. Furthermore, the patients were more or less satisfied with their prosthetic services. The findings in this thesis also reveals that women were less satisfied compared to men regarding the prosthetic device. These conclusions should however be taken with caution, since the reliability and validity was lower than desired and it’s difficult to generalize the results to the population. / Syfte: Syftet med denna studie är att evaluera patienters nöjdhet med deras utgivna protes och service på nedre extremitetsamputerade i Danang, Vietnam och att implementera jämförelser mellan subgrupperna kön, bostadsområde, amputations- orsak och nivå. Metod: En cross-sectional studiedesign blev utförd genom användning av Quebec User Evaluation of Satisfaction with assistive Technology (QUEST) 2.0 enkäten för att mäta patienters nöjdhet. Femtio patienter blev rekryterade genom International Committee of the Red Cross (ICRC) och datainsamlingen blev utförd i patienternas egna hushåll med en tolk. Den insamlade datan blev statistiskt analyserad med lämpliga tester genom användning av Statistical Package for the Social Sciences (SPSS). Resultat: Patienterna var ganska nöjda med deras utgivna proteser (medelvärde 4,16 SD ± 0,561) och mer eller mindre nöjda med deras utgivna service (medelvärde 2,83 SD ± 1,213). Signifikanta skillnader hittades mellan kön gällande patienters nöjdhet med deras utgivna protes. Det fanns inga signifikanta skillnader mellan de resterande subgrupperna; bostadsområde, amputationsorsak och amputationsnivå. Slutsats: Den här studien demonstrerar att patienterna i Danang verkar vara ganska nöjda med deras utgivna proteser, fastän de rapporterade problem med protesens hållbarhet. Dessutom var patienterna mer eller mindre nöjda med deras utgivna service. Fynden i denna studie påvisar också att kvinnorna var mindre nöjda gällande protesen jämfört med männen. Dessa slutsatser skall dock tas med aktsamhet, eftersom reliabiliteten och validiteten blev lägre än önskat och det var svårt att generalisera resultaten till populationen.

Around 40 million people around the world have amputated parts of their bodies. Prostheses are widely used to support their daily behavior. However, about 35% of amputees refuse to use the prostheses due to comfort problems. SocketSense is an EU research project that aims to improve the situation. The Stewart platform (SP) is used as the model of the prototype. The SP could reproduce the comparing forces and torques interior the socket-to-stump interface, given prerecorded movement information of an amputee’s walk cycle. However, previous work controls SP based on inputting some simple reference trajectories ,or for radar, satellite and vehicle use-cases. This  thesis is committed to designing and implementing a control algorithm for the SP to control the socket. The task is divided into two main parts: simulation on Matlab/Simulink and implementation on Linux/ROS, and each part is split into several steps. Firstly, the PID control algorithm is selected and developed for the SP. Secondly, the simulation model is designed and built on Matlab/Simulink. Based on the simulation model, the control algorithm is implemented into the model. Then, the results of simulation are obtained. After that, the SP model is built on Linux/ROS. Then, the model is connected and communicated with the real platform. Finally, the output data and system performance are analysed in terms of control performance, real-time performance, anti-noise performance, etc. The results show that both the simulation and the actual platform system can follow the reference trajectory well. Although there is noise in the results of the actual platform, the noise is suppressed to a great extent by Kalman filter. / Runt 40 miljoner människor runtom i världen har amputerat delar av sina kroppar. Proteser används ofta för att stödja deras dagliga beteende. Emellertid vägrar cirka 35% av amputerade att använda proteserna på grund av komfort problem. SocketSense är ett EU-forsknings projekt som syftar till att förbättra situationen. SP används som modell för prototypen. SP skulle kunna återskapa de jämförande krafterna och vridmomenten inuti gränssnittet uttag-till-stump, givet förinspelad rörelseinformation om en amputerads gångcykel. Tidigare arbete styr dock SP baserat på att ange några enkla referensbanor, eller för radar-, satellit-och fordonsanvändningsfall. Detta examensarbete syftar till att designa och implementera en kontroll algoritmför SP för att styra socket. Uppgiften är uppdelad i två huvuddelar: simulering på Matlab/ Simulink och implementering på Linux/ROS, och varje del är uppdelad i flera steg. Först väljs och utvecklas PID-kontrollalgoritmen för SP. För det andra är simuleringsmodellen designad och byggd på Matlab/ Simulink. Baserat på simuleringsmodellen implementeras styralgoritmen i modellen. Därefter erhålls resultaten av simuleringen. Därefter är SP-modellen byggd på Linux/ROS. Sedan kopplas modellen ihop och kommuniceras med den verkliga plattformen. Slutligen analyseras utdata och systemprestanda i termer av kontrollprestanda, realtidsprestanda, anti-brusprestanda, etc. Result visar att både simuleringen och det faktiska plattformssystemet kan följa referensbanan väl. Även om det finns brus i resultaten av själva plattformen, dämpas bruset i hög grad av Kalman-filter.

Prosthetic alignment is the principle of the position and orientation and of the components in a lower limb prosthesis to achieve desirable biomechanical characteristics. Poor alignment of lower limb prostheses is related to decreased balance, knee and hip arthritis, and higher energy expenditure for the user. Clinicians, the prosthetists, have declared they need better tools and increased knowledge in how to perform lower limb prosthetic alignments. Therefore, the aim was to develop a tool concept for clinicians to use in the prosthetic alignment process. This thesis mapped out most of the variables a clinician must consider in the alignment process, identified the clinicians needs of an alignment tool, and screened the market for existing solutions. A systematic approach was applied to develop a conceptual tool from the gathered information. The needs of the customer were based on interviews with clinicians and competing products were benchmarked. Two different conceptual tools were developed, tested with clinicians with promising results, and presented in this thesis. Due to confidentiality agreements with the cooperating company, the designs and functions of the final concepts cannot be shown in the report and are therefore covered in the publication. / Protesuppställning är principen av att orientera och positionera komponenterna i en benprotes för att uppnå önskvärda biomekaniska egenskaper. Undermålig protesuppställning är relaterat till försämrad balans, knä- och höftartros, samt högre energiförbrukning hos användaren. Ortopedingenjörer har uttalat att de behöver bättre verktyg och ökad kunskap kring hur man bäst utför uppställning för benproteser. Uppsatsen ämnade därför att utveckla ett verktygskoncept för ortopedingenjören att använda i protesuppställningen. Den här uppsatsen har kartlagt de flesta variabler som en ortopedingenjör behöver överväga i uppställningsprocessen, identifierat ortopedingenjörers behov i ett uppställningsverktyg, samt undersökt marknaden för existerande lösningar. Ett systematiskt tillvägagångsätt användes för att utveckla ett konceptuellt verktyg baserat på den insamlade informationen. Kundens behov identifierades genom intervjuer med ortopedingenjörer och konkurrerande lösningar sammanställdes i en konkurrensanalys. Två olika konceptuella verktyg utvecklades, testades tillsammans med ortopedingenjörer med lovande resultat, samt har presenterats i denna uppsats. På grund av sekretessavtal med företaget som ingått i samarbetet kunde designen och funktioner, som ingår i de slutliga koncepten och resultatet, inte visas i denna rapport och är därmed övertäckta vid publicering.

Microprocessor-controlled knees (MPK’s) allow amputees to walk with increasing ease and safety as technology progresses. As an amputee is fitted with a new MPK, the knee’s internal parameters are tuned to the user’s preferred settings in a controlled environment. These parameters determine various gait control settings, such as flexion target angle or swing extension resistance. Though these parameters may work well during the initial fitting, the MPK experiences various internal & external environmental changes throughout its life-cycle, such as product wear, changes in the amputee’s muscle strength, temperature changes, etc. This work investigates the feasibility of using a reinforcement learning (RL) control to adapt the MPK’s swing resistance to consistently induce the amputee’s preferred swing performance in realtime. Three gait features were identified as swing performance indicators for the RL algorithm. Results show that the RL control is able to learn and improve its tuning performance in terms of Mean Absolute Error over two 40-45 minute training sessions with a human-in-the-loop. Additionally, results show promise in using transfer learning to reduce strenuous RL training times. / Mikroprocessorkontrollerade knän (MPK) gör att amputerade kan utföra fysiska aktiviteter med ökad lätthet och säkerhet allt eftersom tekniken fortskrider. När en ny MPK monteras på en amputerad person, anpassas knäts interna parametrar till användarens i ett kontrollerad miljö. Dessa parametrar styr olika gångkontrollinställningar, såsom flexionsmålvinkel eller svängförlängningsmotstånd. Även om parametrarna kan fungera bra under den initiala anpassningen, upplever den MPK olika interna och yttre miljöförändringar under sin hela livscykel, till exempel produktslitage, förändringar i den amputerades muskelstyrka, temperaturförändringar, etc. Detta arbete undersöker möjligheten av, med hjälp av en förstärkningsinlärningskontroll (RL), att anpassa MPK svängmotstånd för att konsekvent inducera den amputerades föredragna svängprestanda i realtid. Tre gångegenskaper identifierades som svingprestandaindikatorer för RL-algoritmen. Resultaten visar att RL-kontrollen kan lära sig och förbättra sin inställningsprestanda i termer av Mean Absolute Error under två 40-45 minuters träningspass med en människa-i-loopen. Dessutom är resultaten lovande när det gäller att använda överföringsinlärning för att minska ansträngande RL-träningstider.

Preface: The research about product development of a prosthetic socket was conducted by two students from Mälardalen University, department of Innovation, Design, and Technology. Background: The most recent public survey shows that an estimated 5 million people in China are amputees, out of which a significantly large portion are below-elbow amputees. Sockets sold to below-elbow amputees are equipped with only two surface electromyography sensors, has low comfortability, has problems with perspiration, and a high weight. The current standard for socket manufacturing has not changed in decades. Research Questions: The following research questions have determined the direction of the research: (1) What measurable factors contribute to a convenient and ergonomic feature design in prosthetic socket from the end-user’s perspective? (2) How can the weight and functionality be improved to achieve a prosthetic socket more suited to the end-user, with respect to the existing prosthetic socket? (3) Which material and manufacturing method is suitable for producing cost-effective and customized prosthetic sockets? Research Method: The research was guided by the 5th edition of Product Design and Development by Ulrich & Eppinger (2012) where the product development process described in five of the six phases from planning to test and refinement were utilized. The data collection and analysis techniques performed in this research was guided by Research Methods for Students, Academics and Professionals by Williamson & Bow (2002). Interviews were conducted with five different stakeholders to find specifications of requirements and concretize subjectivism of what defines quality and ergonomics. Implementation: Currently, below-elbow amputees order sockets from orthopedic clinics. The socket was identified as a product of Ottobock. Investigations were made to find optimal solutions to the specification of requirements. Results: The development of a socket concept was designed for additive manufacturing using a multi-jet fusion printer. Analysis: This concept had significant improvements to parameters: higher grade of customizability, 30 % reduced weight, 48 % cost reduction, a new production workflow with 93,5 % automation, and a 69 % reduction in manual work hours. Conclusions: The data of the research strongly indicate existing potentials in enhancing socket design techniques and outputs by implementation of additive manufacturing processes. This can prove to be beneficial for achieving more competitive prosthetics and associated services. / Förord: Denna forskning om produktutvecklingsprocessen av en armprotes genomfördes av två studenter från Mälardalens universitet, avdelningen för innovation, design och teknik. Bakgrund: Den senaste offentliga undersökningen visar att cirka 5 miljoner människor i Kina är amputerade, varav en betydligt stor del är under-armbågsamputerade. Armproteser som säljs till underarmsamputerade individer är utrustade med endast två yt-elektromyografiska sensorer, har låg komfort, har problem med perspiration och hög vikt. Den nuvarande standarden för armproteser har inte förändrats under årtionden. Forskningsfrågor: Följande forskningsfrågor har bestämt riktningen för forskningen: (1) Vilka mätbara faktorer bidrar till en praktisk och ergonomisk funktionsdesign i underarmsproteser ur slutanvändarens perspektiv? (2) Hur kan vikten och funktionaliteten förbättras för att åstadkomma en underarmsprotes som är bättre anpassad för slutanvändaren med avseende på den befintliga underarmsprotesen? (3) Vilket material och tillverkningsmetod är lämpligt för att producera kostnadseffektiva och anpassade underarmsproteser? Forskningsmetod: Forskningsmetoden styrdes av den femte upplagan av Product Design and Development av Ulrich & Eppinger (2012) där produktutvecklingsprocessen är uppdelad i sex faser. I denna forskning användes de fem första faserna från planering till testning och justering. Tekniker för datainsamling och analys som användes i denna forskning styrdes av Research Methods for Students, Academics and Professionals av Williamson & Bow (2002). Intervjuer genomfördes med fem olika intressenter för att hitta kravspecifikationer och för att konkretisera subjektivitet för vad som definierar kvalitet och ergonomi. Implementering:  Underarmsamputerade individer beställer för närvarande armproteser från ortopediska kliniker. Armprotesen identifierades som en produkt av Ottobock. Undersökningar gjordes för att hitta optimala lösningar för kravspecifikationen. Resultat: Konceptutvecklingen av en armprotes utformades för additiv tillverkning med hjälp av en multi-jet-fusion-skrivare. Analys: Det här konceptet hade betydande förbättringar av parametrar: högre grad av anpassningsbarhet, 30 % minskad vikt, 48 % kostnadsreduktion, ett nytt produktionsflöde med 93,5 % automatisering och en 69 % minskning av manuella arbetstider. Slutsatser: Data från denna forskning indikerar att det finns starkt potential för att förbättra designtekniker och utgångar av underarmsproteser genom implementering av additiva tillverkningsprocesser. Detta kan visa sig vara fördelaktigt för att uppnå mer konkurrenskraftiga proteser och tillhörande tjänster.