بهینه سازی اسکلت بیرونی برای کاهش فشار روانی وارد شده به کاربر

اسکلت‌های بیرونی می‌توانند نوعی بار اضافی بر کاربر خود تحمیل کنند که واکنش‌های وی را کند می‌کند. پژوهشگران معتقدند برای از بین بردن این مانع باید ملاحظاتی در طراحی‌ها لحاظ  کنند. با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افز و پوشیدنی همراه باشید.

سربازان تنها یک دسته از استفاده کنندگان اسکلتهای بیرونی هستند. این درحالی است که کلیه‌ی سربازان از اعضای نیرونی زمینی تا چتربازان می‌توانند از مزایای این سامانه‌ها بهره‌مند شوند.تطابق فیزیکی-شناختی اسکلت بیرونی

اسکلت‌های بیرونی امکان راه رفتن و ایستادن رابرای افراد پاراپلژیک فراهم می‌کنند. پیش از این در فیلم‌های علمی-تخیلی افزایش قدرت انسان‌ها با اسکلت‌های بیرونی به نمایش گذاشته شده بود. شاید آنچه روی پرده دیده‌ایم کمی بزرگنمایی شده باشد. با پیشرفت فناوری این سامانه‌ها کم کم شاهد قدرت حقیقی اسکلت‌های بیرونی هستیم. با وجود کلیه‌ی این پیشرفت‌ها باز هم این فناوری را باید نوپا و در ابتدای راه دانست. بسیاری از اسکلت‌های بیرونی تنها نمونه‌های نخست هستند که بدون در نظر گرفتن نحوه‌ی ارتباط برقرار کردن کاربر با این پوشیدنی‌ها ساخته شده‌اند. همین امر می‌تواند رشد این فناوری را محدود کند.

Kevin Duda مهندس مجتمع سازی سامانه‌های انسانی Draper و Leia Stirling یکی از مدیران آزمایشگاه Man Vehicle Lab در MIT لحاظ کردن نحوه‌ی ارتباط کاربر با سامانه در طراحی سامانه را یک تطابق فیزیکی-شناختی می‌نامند.

یافته‌های Stirling و گروه وی در پژوهشی پیرامون اسکلت‌های بیرونی و نحوه‌ی ارتباط کاربر با آن قابل توجه است. در این پژوهش عنوان شده که  اسکلت‌های بیرونی به طور معمول برای سهل‌تر کردن بالارفتن از پله، افزایش تحمل کاربر تحت فشار، افزایش توان کاربر، و بازیابی توان از دست رفته طراحی می‌شوند. با این وجود بار شناختی که از طرف این پوشیدنی بر ذهن کاربر آن تحمیل می‌شود پیچیدگی‌هایی را ایجاد می‌کند. این پیچیدگی‌ها توجه، بار کاری و آگاهی کاربر از آنچه در حال وقوع است را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

بهبود تطابق شناختی اسکلت بیرونی با کاربر چگونه ممکن است؟

برای ایجاد پیشرفت در فناوری اسکلت‌های بیرونی به کارگیری تطابق فیزیکی-شناختی ضرورت دارد. در حقیقت نبود عوامل مرتبط با تطابق فیزیکی-شناختی در طراحی به شدت احساس می‌شود. پژوهشگران برای کمک به طراحان اسکلت‌های بیرونی سوالاتی را در این زمینه مطرح کرده‌اند که پاسخویی به آنان می‌تواند نتیجه کار طراحان را بهبود بخشد. به عنوان نمونه پرسیده می‌شود که چه میزان فشار در هنگام کار با اسکلت به کاربر وارد می‌شود؟ آیا برای کار با سامانه توجه و تمرکز بسیار لازم است؟

هدف این گروه تشخیص و از بین بردن موانع در استفاده‌ی راحت از اسکلت های بیرونی است. این گروه در تلاشند راهی برای تعدیل حس کاربر از سامانه، هدایت و عملگرهای آن بیابند. توانایی سامانه‌های بیرونی در ارائه‌ی بازخورد به کاربر و تعدیل پاسخ بر اساس نیت کاربر در توسعه‌ی سامانه‌های مناسب کلیه‌ی محیط‌ها مهم است.  ساخت چنین سامانه‌هایی بسیار دشوار است. این سامانه‌ها معمولا چندین مد حرکتی را با هم اجرا می‌کنند. در حقیقت نحوه‌ی دستیابی به یک سامانه ی جامع همچنان یک سوال باز است.

مقالاتی پیرامون تطابق فیزیکی-شناختی اسکلت بیرونی با کاربر

مقاله‌ی Stirling و Duda به همراه Eric Jones، طراح سامانه‌ها انسانی در Draper، و Ho Chit Siu، دستیار پژوهشی Man Vehicle Lab در MIT، باعنوان “Human Factors Considerations for Enabling Functional Use of Exosystems in Operational Environments” به چاپ رسیده است.

در مقاله‌ی دیگری مقوله‌ی طراحی بهینه‌ی اسکلت‌های بیرونی با دقت بیشتری بررسی شده است. این مقاله با عنوان “The Effect of a Powered Lower-Body Exoskeleton on Physical and Cognitive Warfighter Performance” و با همکاری Blake Bequette و Adam Norton به چاپ رسیده است. هر دوی این افراد دانشجویان مقاطع تحصیلات تکمیلی هستند. در این مقاله ۱۲ سرباز رژه نظامی را در سه نحوه‌ی حرکتی شبیه سازی کردند: در حال پوشیدن یک اسکلت بیرونی فعال پایین تنه، در حال پوشیدن یک اسکلت بیرونی منفعل و بدون استفاده از اسکلت بیرونی.

از ۱۲ نفر شرکت کننده در آزمایش ۸ نفر  برای پاسخ دیداری در هنگام پوشیدن اسکلت بیرونی نیاز به زمان بیشتری داشتند. زمان پاسخ در دو حالت پوشیدن اسکلت بیرونی و عدم پوشیدن آن مقایسه می‌شود. این نتایج وارد شدن بار اضافی بر کاربر اسکلت بیرونی را تائید می‌کند. همچنین نشان می‌دهد که برای رهایی کاربر از این فشار اضافی باید پارامترهای شناختی نیز وارد طراحی شود. این مقاله برای گردهم‌آیی Human Factors and Ergonomics Society در سال ۲۰۱۸ به تائید رسیده است.

ساخت سامانه‌های انسان محور یکی از توانایی‌های Draper است. فناوری Draper به سربازان و چتربازان در فرود دقیق و ایمن، و رساندن منابع به مناطق خطر کمک کرده است. پژوهش در حال انجام روی فناوری‌های بیرونی برای پشتیبانی از جنگاوران در دهه‌های آینده انجام می‌شود.


بیشتر بخوانیم
اسکلت بیرونی نظامی ONYX ‌ساخت Lockheed Martin در ماه دسامبر آزمایش می شود

چه کسانی می‌توانند از اسکلت بیرونی Keeogo استفاده نمایند؟


منبع: draper

دیدگاهتان را بنویسید

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

ExosNews on Telegram

ما را در تلگرام دنبال کنید!

مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی

عضویت در کانال تلگرام
بستن