اسکلت بیرونی: یک فناوری نوین در خدمت آموزش و توانبخشی

اسکلت‌های بیرونی یک شکل منحصر به فرد از ربات‌ها هستند که در طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها استفاده می‌شوند. کاربردهای اصلی اسکلت بیرونی در بازار امروز بر خدمات توانبخشی و زمینه پزشکی متمرکز است. آموزش حرکات ماهیچه‌ها و کمک به بهبود آسیب‌ها به روشی دقیقتر و کارآمدتر از آنچه پیش از این امکان‌پذیر بود. آنها همچنین در ارتش برای مبارزه با خستگی و جلوگیری از آسیب سربازان در جنگ استفاده می‌شوند. می‌توان از اسکلت‌های بیرونی برای کارگرانی استفاده کرد که کارهای تکراری یا استرس‌زا انجام می‌دهند. در ادامه با جدیدترین تحولات این حوزه آشنا می‌شویم. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

گام برداشتن یک بیمار دیستروفی عضلانی پس از چند سال با کمک اسکلت بیرونی

اندرو برای حرکت از ویلچر الکتریکی استفاده می‌کند. وی در کلینیکی محلی اسکلت بیرونی Hal 5 را برای راه رفتن امتحان کرد. وی سال‌ها بود که محصولات شرکتCyberdyne  را دنبال می‌کرد و با یک درمانگاه توانبخشی خصوصی در آلمان مکاتبه داشت.

اسکلت بیرونی Hal 5 با اتصال تعداد زیادی الکترود به بدن کار می‌کند. این الکترودها سیگنال‌ها عضلانی را دریافت می‌کنند. این نخستین بار پس از چندین سال بود که این بیمار توانست روی پاهای خود بایستد. هرچند وی هنوز راه زیادی تا ایستادن مستقل روی پاهایی خود در پیش دارد، این تجربه در زندگی وی بسیار لذت‌بخش بود.

آزمایش یک اسکلت بیرونی

خبرنگار حوزه فناوری، Brent Rose، در آزمایشی اسکلت بیرونی شرکت Roam Robotics  را به کار می‌گیرد. وی در شرایط عادی به دلیل ناراحتی زانو نمی‌تواند وزن زیادی را بلند کند اما با کمک بریس زانوی Forge، تهیه کننده خود را از پله‌ها بالا برد. همچنین فناوری کاهش اثر ضربه سبب شده است که پس از پرش با ۲۳ کیلو بار هیچ ناراحتی احساس نکند. در شرایط عادی این پرش ماه‌ها توانبخشی را برای وی به همراه خواهد داشت.

پدری که برای کمک به دوباره راه رفتن پسرش، اسکلت بیرونی ساخته است

یک مهندس فرانسوی به نام ژان لوئیس کنستانزا برای کمک به پسرش یک اسکلت بیرونی رباتیک ساخته است که با دستورات صوتی کار می‌کند. اسکار کنستانزا، ۱۶ ساله و مبتلا به یک بیماری عصبی ژنتیکی است که در آن سیگنال‌های عصبی به پاها ارسال نمی‌شوند. اسکار مجبور است برای جابجایی از ویلچر استفاده کند.

اسکار روزی به پدرش گفت: تو مهندس رباتیک هستی، چرا رباتی نمی‌سازی که به من و امثال من اجازه راه رفتن بدهد؟ درنهایت پدرش این کار را انجام داد و با تأسیس شرکت Wandercraft دستگاه‌های رباتیک کمکی می‌سازد که تحرک بیشتری به کاربران صندلی چرخدار می‌دهند. این اسکلت بیرونی به شانه‌ها، سینه، کمر، زانوها و پاها بسته می‌شود و با فرمان صوتی به کاربر کمک می‌کند بایستد و راه برود. اسکلت بیرونی Wandercraft، با قیمت حدود ۱۵۰،۰۰۰ یورو به ده‌ها بیمارستان در فرانسه، لوکزامبورگ و ایالات متحده فروخته شده است. در آینده نزدیک این اسکلت بیرونی برای استفاده شخصی آماده خواهد شد.

توانبخشی در منزل با اسکلت بیرونی رباتیک

پژوهشگران جورجیاتک این اسکلت بیرونی رباتیک خودکار را طراحی کردند تا بیماران، توانبخشی را در محیط خانه انجام دهند. این اسکلت بیرونی بدون دکمه‌های مکانیکی و با صدا کنترل می‌شود. داده‌های مربوط به عملکرد بیمار از طریق یک برنامه تلفن هوشمند ثبت و برنامه درمانی به طور خودکار با پیشرفت بیمار اصلاح می‌شود. این اختراع توانایی بهبود توانبخشی با انجام منظم تمرینات، خارج از درمانگاه فیزیوتراپی را دارد. این اسکلت بیرونی به بیمار امکان می‌دهد تا در خانه تمریناتی را انجام دهد که توسط متخصص طب فیزیکی توصیه شده است. این برنامه از راه دور و با وجود تلفن هوشمند قابل کنترل است.

توانبخشی و آموزش دوباره راه رفتن با LEXO

این ربات یک وسیله تأثیرگذار و ایمن در استرالیا است که قابلیت آموزش فعال گام برداشتن، افزایش تعداد مراحل انجام شده در هر جلسه و بهینه‌سازی جلسات توانبخشی را دارد. در توانبخشی راه رفتن با ربات، بیماران و درمانگران اغلب با از دست دادن وقت گرانبها به دلیل راه اندازی‌های خسته کننده، محدودیت در سازگاری با بیمار و الگوهای راه رفتن غیرطبیعی مواجه هستند. LEXO با قابلیت سازگاری بالا می‌تواند برای طیف گسترده‌ای از بیماران استفاده شود. این سامانه زمان خالص درمانی را به حداکثر می‌رساند و نرخ بهره‌وری را افزایش می‌دهد.

طراحی و ساخت یک اسکلت بیرونی متحرک برای حمایت از کاربران ویلچر در حالت ایستاده

مهندسان دستگاهی طراحی کردند که به کاربران ویلچر اجازه می‌دهد به راحتی به حالت ایستاده درآمده و حرکت کنند. این سامانه شامل یک اسکلت بیرونی منفعل است که به خوبی از بدن کاربر حین انتقال از حالت نشسته به ایستاده یا ایستاده به نشسته و حالت ایستاده حمایت می‌کند. همچنین دارای یک سیستم کنترل چرخ متحرک برای حرکت ایستاده است. این بخش با سنجش وضعیت کاربر و فشار تنه، بدون دخالت دست وسیله را هدایت می‌کند.

پسر بچه‌ای با شرایط نادر که توانسته با اسکلت بیرونی استقلال یابد

این پسر بچه (Reid Hintz) با بیماری آرتروگریپوزیس متولد شده است. یک بیماری نادر که مفاصل را تحت تأثیر قرار می‌دهد. Reid با پاهای ضربدری و مچ دست معکوس متولد شد. ۹ عمل جراحی روی او انجام شده و برای جابجایی به صندلی چرخدار احتیاج دارد.

گروهی از دانشجویان مهندسی دانشگاه کلگری پس از اطلاع از شرایط Reid، دستگاهی ساختند که در غذا خوردن و بازی به او کمک می‌کند. این اسکلت بیرونی کیفیت زندگی Reid را بهبود داده است. مهندسان در تلاشند این اسکلت بیرونی را ارتقا دهند و به کودکان بیشتری کمک کنند.

پسر بچه‌ای با شرایط نادر که توانسته با اسکلت بیرونی استقلال یابد

کمک به باربرهای نیروی هوایی و جلوگیری از آسیب آنها با اسکلت بیرونی

پایگاه نیروی هوایی تراویس با همکاری دانشگاه ایالتی آریزونا اسکلت بیرونی جدید Aerial Port Exoskeleton  را تولید کردند. این به باربرهای نیروی هوایی کمک می‌کند تا وظایف خود را با فشار کمتر انجام دهند. میزان آسیب دیدگی در نیروی هوایی بالا است. اسکلت بیرونی Aerial Port به انجام ایمن‌تر وظایف و در عین حال به کاهش خطر صدمات کمک می‌کند. این فناوری در مراحل ابتدایی تولید و آزمایش است. اگر اثبات شود که این اسکلت بیرونی مفید است، در کل نیروی هوایی به کار گرفته می‌شود.

کمک به باربرهای نیروی هوایی و جلوگیری از آسیب آنها با اسکلت بیرونی

اسکلت بیرونی Hilti با نام Exo-01 برای پشتیبانی از کاربر هنگام تمرکز روی وسیله‌ای بالای سر طراحی شده است. این اسکلت بیرونی با قیمت ۱۶۰۰ دلار تجاری سازی شده است. شرکت Hilti این اسکلت بیرونی را طوری طراحی کرده است که دامنه حرکات دست و بالاتنه کاربر محدود نمی‌شود. مدیر پروژه شرکت سازنده، imona Kalova، بیان داشت که این اسکلت بیرونی تا ۴۷٪ از فشار روی شانه و دست کم می‌کند. این گفته در مورد کاربرانی است که ۵۰ الی۶۰ درصد زمان خود در محیط کار را باید روی وسیله‌ای بالای سر تمرکز کنند. به کمک اسکلت بیرونی Exo-01 ابزار کاری که کاربر بالای سر نگه می‌دارد سبک‌تر به نظر می‌رسد. این وسیله با اندازه‌های بدن کاربر تطبیق می‌یابد و در صورت نیاز برای افزایش اندازه‌های استاندارد قسمت‌های اضافی روی دستگاه تعبیه می‌شود.

آموزش فضانوردان با اسکلت بیرونی و واقعیت مجازی

انتظار می‌رود تعداد مسافران فضایی در چند دهه آینده به طرز چشمگیری افزایش یابد. با این حال، ابزارهای کنونی به خوبی با نیازهای آموزش فضانوردان سازگار نیستند. این پروژه یک سامانه آموزشی را توصیف می‌کند که به سطح پایینی از نظارت نیاز دارد و در عین حال دارای انعطاف‌پذیری بالا، مقیاس‌پذیری، سفارشی‌سازی و ایمنی است و غوطه‌وری را امکان‌پذیر می‌کند. این سامانه متکی بر یک اسکلت بیرونی و محیط واقعیت مجازی است که به طور یکپارچه برای تکرار حرکات کارآموزان و در عین حال ارائه بازخورد کار می‌کند. با این ارتباط دو جانبه، حرکات کارآموزان در دنیای مجازی تکرار می‌شود و کاربران می‌توانند نیروهای درگیر در فعالیت‌های مختلف را احساس کنند.


بیشتر بخوانیم:

>> راه اندازی سامانه هشدار اولیه ارگونومی برای حفظ ایمنی کارگران

>> نتایج توانبخشی با اسکلت بیرونی بلافاصله پس از سکته حاد


«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *