این اسکلت بیرونی مانع از افتادن و سقوط سالمندان میشود

نخستین اسکلت بیرونی هوشمند فعال که از دست دادن تعادل را تشخیص و از سقوط افراد جلوگیری میکند، توسط پژوهشگران Scuola Sant’Anna در ایتالیا و EPFL در سوئیس توسعه یافت. این اسکلت بیرونی هوشمند در مرکز توانبخشی Fondazione Don Carlo Gnocchi در شهر فلورانس ایتالیا با موفقیت آزمایش شد. برای آشنایی با این اسکلت بیرونی با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

ماشین‌های پوشیدنی که حرکت و استقامت را بهبود می‌بخشند دیگر به قلمرو علمی تخیلی تعلق ندارند. این نوع دستگاه‌ها امروزه در آزمایشگاه‌ها در حال توسعه و آزمایش است. دانشمندان Scuola Sant’Anna در ایتالیا و EPFL در سوئیس نمونه اولیه‌ی یک اسکلت بیرونی هوشمند سبک وزن و با سفارشی سازی آسان را ساخته‌اند که مانع از بین رفتن تعادل و افتادن می‌شود. دستگاه‌های پوشیدنی به طور معمول برای کمک یا ارتقای حرکات منظم مورد استفاده قرار می‌گیرد، نه جلوگیری از یک رویداد غیر منتظره همچون سقوط. نتایج این پژوهش در Scientific Reports منتشر شده است.

این اسکلت بیرونی برای کمک به سالمندان و جلوگیری از آسیب‌های ناشی از سقوط طراحی شده است. زیرا 40٪ از آسیب‌های کشنده سالمندان در اروپا مربوط به سقوط است. این اسکلت بیرونی می‌تواند به عنوان کمک برای افراد دچار اختلالات فیزیکی، قطع عضو و کسانی که از اختلالات عصبی رنج می‌برند، نیز مورد استفاده قرار گیرد. در واقع این فناوری به مردم کمک می‌کند تا فعالیت های روزمره خود را داشته باشند.

این اسکلت بیرونی مانع از افتادن و سقوط سالمندان میشود

این اسکلت بیرونی نوعی پوشیدنی از کمر به پایین است و بسیار متفاوت از پوشیدنی‌های زرهی است که ممکن است در فیلم‌های علمی تخیلی دیده باشید.

Silvestro Micera، استاد EPFL و Scuola Sant’Anna می‌گوید: «اسکلت بیرونی هوشمند ما سبک وزن و شخصی سازی آن بسیار آسان است». این نمونه اولیه تنها نیاز به چند دقیقه زمان برای انطباق با یک بیمار دارد که شامل تنظیم اندازه برای یک کاربر خاص و یادگیری راه رفتن کاربر است.

این اسکلت بیرونی چگونه کار می‌کند؟

این دستگاه مجهز به موتورهای ران و بریس‌های ساخته شده از فیبر کربن است. در بیمارستان Fondazione Don Carlo Gnocchi در فلورانس، 69 Fulvio Bertelli ساله این اسکلت بیرونی را پوشید. دانشمندان تعدادی از پیچ و مهره‌ها را تنظیم کردند و Bertelli آماده آزمایش اسکلت بیرونی جدید خود شد. این لباس هنوز نمی‌تواند در بیرون از آزمایشگاه مورد استفاده قرار گیرد اما کار می‌کند.

Bertelli می‌گوید: «زمانی که من این اسکلت بیرونی را می‌پوشم، احساس اعتماد به نفس بیشتری دارم». Bertelli پس از پوشیدن اسکلت بیرونی روی تردمیل ویژه‌ای راه می‌رود که تعادل وی را به طور مصنوعی بر هم می‌زند و موجب لیز خوردنش می‌شود.

این اسکلت بیرونی مانع از افتادن و سقوط سالمندان میشود

اسکلت بیرونی تنظیم شده، برای نخستین بار ویژگی‌های راه رفتن Bertelli را تشخیص می‌دهد و الگوهای قدم برداشتن وی را شناسایی می‌کند. هنگامی که این الگو ایجاد شد، الگوریتم‌های سامانه قادر به شناسایی انحراف از راه رفتن طبیعی یعنی آغاز سقوط است. وقتی این اتفاق می‌افتد، موتورها هر دو ران را به سمت پایین فشار می‌دهند و ثبات Bertelli دوباره برقرار می‌شود.

از پروتزهای عصبی تا اسکلت‌های بیرونی

Micera می‌گوید: «من خیلی خوش شانس بودم که فرصتی برای کار با پروفسور Nicola Vitiello از Scuola Sant’Anna، متخصص توسعه اسکلت بیرونی و Vito Monaco، متخصص بیومکانیک داشتم. ما با هم روی ایده توسعه اسکلت بیرونی برای جلوگیری از سقوط و افتادن کار کردیم».

Micera، مهندس اعضای مصنوعی است که به افراد قطع عضو اجازه می‌دهد دوباره اندام از دست داده را حس کنند. علاقه او به پروتز و اندام مصنوعی زمانی بیشتر شد که در یک کنفرانس رباتیک، نخستین اسکلت بیرونی را برای بازسازی عملکرد پایین تنه مشاهده کرد و تحت تأثیر توانایی این دستگاه‌ها برای کمک به مردم قرار گرفت.

جنبه مهمی از سامانه آنها این است که اطمینان حاصل شود اسکلت بیرونی ناسازگار نیست. در واقع اسکلت بیرونی نباید مزاحمتی برای کاربر داشته باشد. به ویژه هنگامی که کاربر در حال سقوط نیست. گام‌های بعدی شامل ساختن اسکلت بیرونی مجزا و قابل حمل برای دنیای بیرون و آزمایش قابلیت استفاده از آن با کاربران نهایی در محیط‌های واقعی است.

نوآوری علمی: از بیومکانیک تا همبستگی انسان و ربات

طبیعت متغیر رفتار انسان، چالش اصلی برای پژوهشگران در طراحی رباتیک پوشیدنی است. Monaco قصد دارد نتایج این مطالعه را تعمیم دهد تا انسان‌ها و ربات‌ها بتوانند به صورت یکپارچه به عنوان یک سامانه واحد کار کنند.

Monaco می‌گوید: «مطالعه ما نشان داد که یک پلت‌فرم رباتیک پوشیدنی می‌تواند به طور مؤثر در ارتباط با انسان در طی واکنش‌های حرکتی همچون لغزش اتفاقی، تعامل داشته باشد. این نتایج چشم اندازهای جدیدی برای پژوهشگرانی دارد که روی ایجاد پلت فرم‌های رباتیک برای افزایش توانایی‌ انسان کار می‌کنند».

اسکلت بیرونی و جامعه

Vitiello معتقد است رباتیک پوشیدنی موج بعدی فناوری اطلاعات و ارتباطات خواهد بود که جامعه را فرا میگیرد و به افراد در زمینه پزشکی تا صنعت کمک خواهد کرد. وی ادامه می‌دهد: «این پژوهش راه را برای تصور نسل کاملاً جدیدی از اسکلت‌های بیرونی که در خارج از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی مؤثر هستند، باز می‌کند. توانایی اسکلت‌های بیرونی در راستای بهبود حرکت کاربران و ایجاد تحرکی پایدار و مطمئن است. برای رسیدن به این اهداف، اسکلت‌های بیرونی باید ویژگی‌هایی مانند آنچه که در این مطالعه ثابت شده است را دارا باشند».


بیشتر بخوانیم:

توسعه پروتزهای رباتیک برای کمک به حفظ تعادل حین راه رفتن

نگاهی دقیقتر به ربات HERMES: حفظ تعادل ربات به کمک مغز انسان!


منبع: actu.epfl.ch

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

پاسخ دهید

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

ما را در تلگرام دنبال کنید!

مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی

عضویت در کانال تلگرام
بستن