بهبود کنترل اسکلت بیرونی به کمک امواج مغزی

دانشمندان EPFL در حال توسعه یک اسکلت بیرونی سبک و قابل حمل هستند که با امواج مغزی کنترل می‌شود. این دستگاه عملکرد رابط‌های مغز و ماشین را بهبود می‌بخشد و می‌تواند برای ترمیم آسیب‌های فیزیکی دست مورد استفاده قرار گیرد. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

به اعتقاد Luca Randazzo، دانشمند EPFL، یک اسکلت بیرونی دست بسیار سبک وزن و قابل حمل ممکن است روزی به زندگی روزمره افراد دارای اختلال فیزیکی کمک کند. Luca Randazzo در حال توسعه یک اسکلت بیرونی با همکاری گروه Defitech Chair in Brain-Machine Interface به رهبری José Millán است. نتایج این پژوهش در نسخه ژانویه IEEE Robotics and Automation Letters منتشر شده است.

آزمایشگاه آنها در Campus Biotech واقع در ژنو مجهز به دستگاه‌های گام برداشتن و اسکلت‌های بیرونی تجاری برای کمک به راه رفتن است. اما Randazzo با چیزهایی ابتدایی کار خود را آغاز کرد. او توضیح می‌دهد: «زمانی که وارد این آزمایشگاه شدم، نخستین چیزی که به آزمایشگاه افزودم، یک ماشین دوخت بود تا بتوانم دستگاه‌های پوشیدنی را توسعه دهم».

این اسکلت بیرونی سبک، قابل حمل و سازگار است

این اسکلت بیرونی به راحتی و به سرعت با نوارهایی به بیماران متصل می‌شود. Velcro بیماری است که تنها در عرض چند دقیقه اسکلت بیرونی را می‌پوشد. کابل‌های فلزی به عنوان تاندون‌های نرم در امتداد پشت هر انگشت عمل می‌کنند. یک بسته حاوی موتورهایی است که می‌توانند کابل‌های مختلف را فشرده و یا بکشند. با فشرده یا کشیده شدن کابل‌ها، انگشتان خم و یا باز می‌شوند.

این اسکلت بیرونی دارای طراحی سازگار است، به طوری که رابط کنترلی را می‌توان با توجه به توانایی فیزیکی باقی مانده‌ی بیمار انتخاب کرد. رابط کنترلی می‌تواند از انواع وسیعی از سامانه‌ها، از ردیابی حرکت چشم برای معلولیت‌های شدید تا رابط‌های صوتی مبتنی بر گوشی هوشمند و یا فعالیت عضلانی باقی مانده از اندام آسیب دیده استفاده کند.

سیگنال مغزی، کنترل اسکلت بیرونی را بهبود می‌بخشد

دانشمندان تصمیم گرفتند از امواج مغزی برای کنترل اسکلت بیرونی استفاده کنند. آنها دریافتند که حرکات دست ناشی از دستگاه موجب بروز نوعی الگوی مغزی میشود که این الگوها در حرکات دست سالم نیز ایجاد می‌شود. همچنین کشف کردند که حرکات دست ناشی از اسکلت بیرونی در ترکیب با رابط مغز و ماشین، منجر به ایجاد الگوهای عجیب و غریب مغزی می‌شود که می‌تواند کنترل دستگاه را تسهیل بخشد.

بخشی از مغز که حرکات بدن را کنترل می‌کند، قشر حرکتی نامیده می‌شود. قشر حرکتی به دو بخش سمت چپ و سمت راست تقسیم می‌شود. قشر مغزی سمت راست عموماً به هنگام کنترل دست چپ فعال است و بالعکس.

همانطور که انتظار می‌رفت، دانشمندان این فعالیت متضاد امواج مغزی را در افرادی که به طور غیر فعال از طریق اسکلت بیرونی دست خود را حرکت می‌دادند، مشاهده کردند. اما آنها متوجه شدند هنگامی که از افراد خواسته شود با امواج مغزی اسکلت بیرونی را کنترل کنند، الگوهایی در داده‌های امواج مغزی ظاهر می‌شود. به عبارت دیگر، زمانی که این افراد به طور فعال در مورد حرکت اسکلت بیرونی فکر می‌کنند، بخشی از مغز که به طور معمول در ارتباط با کنترل دست است نیز فعال می‌شود.

دانشمندان بر این باورند که این فعالیت مغزی که از ترکیبی از کنترل داوطلبانه و بازخورد منسجم ارائه شده توسط این دستگاه ظاهر می‌شود، می‌تواند برای بهبود کنترل مغزی این دستگاه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

Millán توضیح می‌دهد: «این بهبود کنترل اسکلت بیرونی با امواج مغزی به احتمال زیاد به دلیل درگیر شدن بیشتر افراد از طریق بازخورد حسی فراهم شده توسط ماهیت اسکلت بیرونی ما است. بازخورد ارائه شده توسط درک کاربر از موقعیت و حرکت دست است و این تحریکات ضروری است».

این اسکلت بیرونی دست تاکنون برای بیماران دارای معلولیت به موجب سکته مغزی و آسیب نخاعی مورد آزمایش قرار گرفته است. گام‌های بعدی شامل بهبود سامانه برای اهداف کمکی، انجام وظایف در خانه و یا حتی به عنوان یک ابزار توانبخشی است. Randazzo گفت: «امید است که با ترکیب یکپارچه دستگاه‌های قابل حمل رابط انسان و ماشین، این نوع سامانه‌ها بتوانند کارکرد مفید و کاربردی در وظایف روزمره داشته باشند».


در همین زمینه بخوانید:

مروری بر اسکلت های بیرونی بالاتنه و فناوری های توانبخشی دست

کنترل اسکلت بیرونی دست با ذهن و حرکات چشم

توافق برای توزیع جهانی اسکلت بیرونی دست MyomoPro


منبع: actu.epfl.ch

استفاده و بازنشر این نوشتار تنها با ذکر لینک منبع و نام «مجله‌ی فناوری‌های توان افزا 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