شبیه سازی راه رفتن با کمک یک اسکلت بیرونی و یا یک پروتز کاری است که در humotech انجام می‌شود. در واقع یک ربات قابل برنامه ریزی فازهای مختلفی برای راه رفتن را پیاده سازی می‌کند. برای آشنایی بیشتر با چگونگی انجام این کار و وسایل آن با مجله فناوری های توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.
معرفی humotech و آشنایی با اهداف آن
این تشکیلات از دل طرح‌های انجام شده در دانشگاه Carnegie Mellon در سال ۲۰۱۵ شکل گرفت. گروه این ایده را مطرح کرد که چه می‌شود اگر به جای ساخت نمونه‌های آزمایشی پیاپی (یا پر کردن شکاف بین واقعیت و شبیه سازی) می‌توانستیم مفاهیم ادوات مفهومی توان‌افزا را با ساخت و برنامه دادن به یک ربات ارزیابی کنیم؟ این ربات می‌بایست در لحظه از این ادوات و ابزارها تقلید کند. آیا چنین رهیافتی به نفع بیماران خواهد بود و نتایج کلینیکی را بهبود می‌بخشد؟ آیا این رهیافت برای همکاری ارگان‌های مختلف با شرکت‌های بیمه ایده‌آل است؟ آیا این رهیافت برای کاهش هزینه‌های درمان و افزایش بهره‌وری درمان مفید است؟
پرسش‌های فوق از دل رساله دکتری Josh Caputo در هنگام کار در دانشگاه Carnegie Mellon و در آزمایشگاه بیومکاترونیک تجربی بیرون آمد. این پرسش‌ها به ساخت نخستین محصول Caplex و PRO-001 ،که یک پروتز قوزک پا است، و منجر شد. این دستگاه یکی از چندین پوشیدنی است که با Caplex کار می‌کند.
رسالت humotech
گروه به دنبال راه حل‌هایی برای بهبود کیفیت زندگی بیماران است. چالش‌هایی در این زمینه وجود دارد چراکه برهم‌کنش افراد و دستگاه بسیار پیچیده و پیش بینی ناپذیر است. به همین علت یک راه حل واحد مهندسی وجود نخواهد داشت. humotech یک گروه بزرگ متشکل از پژوهشگران، متخصصان سلامت، پزشکان، و بیماران است که به یافتن راه‌‌های جدید و نوین علاقمند هستند.
پشتیبانی از مشتریان پژوهشگر برای تشکیل یک همکاری دوطرفه و سودمند. باور humotech این است که اهداف شرکت و مشتریان با این همکاری دو طرفه محقق خواهد شد.
پاسخگویی به نیازهای مطرح شده به کلی‌ترین شکل ممکن- پژهشگران و سازندگان، متخصصین سلامت، بیمه‌کنندگان، قانون‌گذاران، بیماران و بستگان ایشان، و پرستاران- همگی باید از امکانات مهندسی شرکت سود ببرند.
بهبود خروجی برای بیماران و کاهش هزینه‌ها با قوی ساختن بخش درمان به کمک داده‌های شخصی سازی شده که می‌تواند پیش‌بینی کند چگونه بیماران خاص با یکسری مداخلات خاص تاثیر می‌پذیرند.
محصولات humotech
Caplex با پروتز قوزک پا
Caplex با پروتز قوزک پای PRO یک بستر آزمایشی برای تقلید از مکانیک قوزک پا است. این سامانه شامل سیستم کنترل و واحد عملگر، پروتز قوزک پا( که توسط کاربر پوشیده می‌شود)، یک شبیه ساز به شکل چکمه( برای کاربرانی که پروتز پا را لازم ندارند) و یک سیسم انعطاف پذیر است.
این اجزا به صورت یک واحد کامل در دسترس است. همچنین قسمت‌های مختلف سامانه به صورت مجزا نیز در دسترس است.
Caplex PRO-001 یک سامانه پر بازده پا است که به پروتز یا یک کفش (برای کاربرانی که پروتز نیاز ندارند) وصل می‌شود. PRO-001 برای کاربرانی تا وزن ۱۱۳ کیلوگرم و تا سرعت ۱.۳ متر بر ثانیه مناسب است. پس برای دویدن مناسب نیست.
Caplex و EXO Ankle Exoskeleton
این سامانه یک بستر آزمایشی برای آزمودن اسکلت بیرونی قوزک پا است. اجزای دستگاه عبارتند از سامانه کنترل، واحد عملگری، اسکلت بیرونی قوزک پا که توسط کاربر پوشیده می‌شود، وکابل انعطاف پذیر. اجزای سامانه به صورت مجزا و یا یکجا در دسترس است.
Caplex EXO-001
Caplex EXO-001 یک سامانه سبک و پر بازده اسکلت بیرونی است. این سامانه به همراه یک کفش استفاده می‌شود. پوشیدن آن ساده است. Caplex EXO-001 نسبت به Caplex EXO-005 گشتاور بیشتری تولید می‌کند (۱۸۰ نیوتون متر در برابر ۵۰ نیوتون متر) و طیفی از سرعت‌های مناسب دویدن و یا راه رفتن را پوشش می‌دهد. این سرعت‌ها را مشخصات بدن و قوزک پای کاربر تعیین می‌کند.
Caplex EXO-005
یک اسکلت بیرونی سبک و پر بازده کابلی است. گشتاور اندکی که در خروجی تولید می‌کند( ۵۰ Nm) و طرح هوشمندانه آن امکان حرکت در محیط‌های ناهموار را فراهم می‌کند. این دستگاه با یک کفش ادغام می‌شود. همراه دستگاه یک کفش نیز عرضه می‌شود اما با هر کفش بنددار دیگری نیز می‌توان دستگاه را پوشید. ویژگی‌های فیزیکی پای کاربر سرعت مناسب دویدن و راه رفتن با این دستگاه را تعیین می‌کند.
Caplex و اسکلت بیرونی لگن EXO-004
Caplex و اسکلت بیرونی لگن EXO-004 یک بستر آزمایشی برای شبیه سازی و تقلید مکانیک لگن است. این سامانه شامل واحد کنترل، واحد عملگر، اسلکت بیرونی EXO-004 و یک کابل انعطاف پذیر است. اجزا به صورت یک سیستم واحد شامل یک اسکلت بیرونی کامل لگن EXO در دسترس است. همچنین می‌توان اجزا را به صورت مجزا در اختیار افراد علاقمند قرار داد.
EXO-004 یک سامانه سبک و پر بازده است. به راحتی پوشیده می‌شود و روی بدن راحت است. به علاوه مفاصل را می‌توان به صورت فعال باز وبسته کرد( به کمک یک موتور برای هر جهت). یا می‌توان هر مفصل را به صورت غیرفعال در هر جهت به حرکت در آورد.( در این صورت چهار پیکربندی داریم: خمش فعال، کشش فعال، کشش و خمش فعال، کشش فعال به علاوه خمش به کمک فنر).
سامانه کنترل Caplex
سامانه کنترلی یکی از دو قسمت مجزای caplex است. این سامانه شامل یک رایانه شخصی با سیستم عامل Windows است که به کمک یک بستر گرافیکی با کاربر ارتباط برقرار می‌کند. به علاوه برای کنترل دستگاه از بستر برنامه نویسی MATLAB/Simulink، یک کنترل کننده RTS-001، یک واحد ورودی-خروجی به بستر caplex یا IOB-003.
به ازای هر درجه آزادی یک ماژول IOB-004 end-effector نیاز است. کنترل‌گر شخصی سازی شده و واحد ورودی-خروجی را بنا به درخواست افراد می‌توان در اختیار ایشان قرار داد. کلیه اجزا به صورت یکجا و یا جز به جز در دسترس هستند.
واحد عملگر caplex
عملگر caplex یکی از دو قسمت مجزای این دستگاه است. این دستگاه از یک یا تعداد بیشتری سرووموتور صنعتی استفاده می‌کند. در غالب یک واحد فشرده و پر بازده برای فعال ساختن پروتزها و اسکلت‌های بیرونی humotech یا هر سامانه توان‌افزای دیگر کار می‌کند.
این واحد با پیکرندی‌های مختلف در دسترس است. ACT-001(تک محوری) ، ACT-006 (سه محوری) ، ACT-004(چهار محوری) ، ACT-005(پنج محوری). چندین واحد را می‌توان برای به کار انداختن یک دستگاه به یکدیگر متصل کرد.
کابل انعطاف پذیر caplex
این کابل دستگاه پوشیده شده توسط کاربر را به سامانه تولید نیرو متصل می‌سازد. این سامانه یک کابل Bowden برای انتقال مکانیکی نیرو است از واحد عملگر به دستگاه توان افزا، مانند اسکلت بیرونی یا پروتز، است. همچنین یک کابل الکتریکی DB15 برای انتقال سیگنال‌های حسگرها و سایر داده‌های دیجیتال از واحد ورودی-خروجی به سامانه توان افزا نیز مطابق نیاز گنجانیده شده است.
بیشتر بخوانیم:
اسکلت بیرونی برای همه : اسکلت بیرونی غیرفعال HeroWear Apex
درمان افتادگی پا و بهبود راه رفتن بازماندگان سکته مغزی با اسکلت بیرونی
۱۵ کاربرد قابل توجه اسکلت بیرونی در سراسر جهان
منبع: humotech
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
