در ابتدای تولد شاخه اسکلت بیرونی، این پوشیدنی‌ها سامانه‌هایی سخت،‌ حجیم و ناراحت بودند که برای بیماران پاراپلژی مناسب بود. اما سالمندان یا قربانیان سکته تنها به کمی کمک برای بهبود نیاز دارند. بنابراین سامانه‌های سخت برای آنان مناسب نیست. اسکلت‌های بیرونی نرم گزینه‌ای بهتر برای این دسته افراد است. یکی از پیشگامان پوشیدنی‌های نرم Conor Walsh‌است که اینک در Harvard به پژوهش اشتغال دارد. وی با جایگزین کردن موتورها و تجهیزات سنگین اسکلت‌های بیرونی سخت، پوشیدنی‌های نرم را ساخت. در ادامه این مقاله از مجله فناوری‌های توان افزا و وپوشیدنی بیشتر با کار وی آشنا می‌شویم.

به گفته یکی از اساتید مرکز Lawrence، با نام Robert Howe، در شاخه پوشیدنی‌ها، Conor Walsh نقش مهمی در ابداع شاخه لباس‌های بیرونی نرم داشته است. پیش از این پوشیدنی‌ها سامانه‌هایی سخت،‌ حجیم و ناراحت بودند که برای بیماران پاراپلژی مناسب بود. اما سالمندان یا قربانیان سکته تنها به کمی کمک برای بهبود نیاز دارند. بنابراین سامانه‌های سخت برای آنان مناسب نیست. دیدگاه Walsh استفاده از موتورهای کوچک و کابل‌های متصل به لگن یا زیر زانو برای اعمال نیروی کمکی، به جای یک اسکلت بیرونی سنگین بود. این روش انرژی کمتری برای حرکت نیاز دارد. این رشته به سرعت گسترش یافت و اینک دستگاه‌های مختلفی در این شاخه تجاری سازی شده است.

تجربه Walsh در شاخه اسکلت بیرونی و پوشیدنی های جراحی

Walsh‌ از ناحیه‌ای اطراف Dublin برای تحصیلات تکمیلی به MIT پیوست. وی در MIT روی اسکلت بیرونی پژوهش می‌کرد.  وی در دوران تحصیل در مورد مهندسی پزشکی و فناوری‌های دستکاری نیروی بدنی آموخت. سپس در دوره دکتری روی دستگاه‌های پزشکی مورد استفاده حین جراحی کار کرد. اما هنگام پیوستن به بخش علموم کاربردی و مهندسی Harvard به عنوان دانشیاردر سال ۲۰۱۲ تحت تاثیر پژوهش‌های همکارانش در بخش رباتیک نرم قرار گرفت. آنان دستگاه‌های کوچکی برای دست گرفتن اشیا، چهارزانو شدن و یا شنا کردن ساخته بودند.

در این زمان بود که وی با درک اشتراکات رباتیک نرم و ربات‌های پوشیدنی در مورد طرح‌های پیشین خود تجدید نظر کرد. وی این طرح‌ها را از دید دیگری می‌نگریست.

وی در ابتدا به افزایش بازده بدن انسان علاقمند بود. ربات‌های نرم و پوشیدنی وی توسط ارتش تامین بودجه می‌شد. وی در آزمایشگاه Biodesign در Allston مشغول به کار شد. پس از توسعه دستگاهی برای کمک کردن به افراد سالم، وی از ربات‌های زانو برای طراحی دستگاهی مناسب بیماران استفاده کرد.

آزمایشگاه تحلیل حرکت در دانشگاه Harvard

وی به کمک آزمایشگاه ثبت حرکت در دانشگاه توانست روی این دستگاه‌ها تحلیل جامعی داشته باشد. در این آزمایشگاه صفحاتی روی زمین نیروی ایجاد شده هنگام راه رفتن را اندازه‌گیری می‌کند. تردمیل مجهز به ماسک نیز برای سنجش مصرف اکسیژن فرد به کار می‌رود. این عدد شاخصه‌ای از مصرف انرژی است. یک مسیر بیضی شکل نیز کلیه ناحیه را در برمی‌گیرد. کلیه این تجهزات عینا روی سقف آینه قابل مشاهده است. مهاربندهایی به سقف وصل است که از ایمنی راه رفتن بیماران هنگام آزمایش اطمینان حاصل می‌کند. ربات زانوی ReWalk Robotics نیز توسط همین تجهیزات در سال ۲۰۱۶ مجوزی از Harvard دریافت کرد.

همکاری با بیمارستان ها برای درک بهتر نیاز بیماران

همکاری با بیمارستان عمومی ماساچوست و دانشگاه بوستون سبب آشنایی Walsh با فیزیوتراپ‌ها و متخصصین مهندسی پزشکی شده است. این همکاری‌ها برای وی بسیار حیاتی است زیرا ماهیت کار وی در اختیار داشتن داده‌های تجربی را نیز طلب می‌کند. در هر پژوهش سه تا پنج نفر درگیر هستند که اهداف کار را تعیین می‌کنند، برای بازدیدهای مربوطه برنامه‌ریزی می‌کنند، داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند و سپس داده‌ها را تحیلی می‌کنند.

اخیرا گروه وی پیشرفت‌هایی در مورد بیماران مبتلا به پارکینسون داشته‌اند. یک گروه از این بیماران یخ‌زندگی ناگهانی را هنگام راه‌رفتن تجربه می‌کنند. پوشیدن یک اسکلت بیرونی متفاوت به این بیماران در راه رفتن کمک می‌کند.

درک تغییرات بدن بیماران و دینامیک حرکت با تصویربرداری فراصوت

گام بعد بهینه سازی اسکلت بیرونی نرم و شخصی‌سازی آن برای استفاده بدون نظارت کارشناس است. Bryant Butler‌ نسخه اسکلت بیرونی نرم خانگی این وسیله را نیز آزموده است. نتایج این آزمایش نشان داده است که بیماران نسبت به زمانی‌که این وسیله را نمی‌پوشند بهتر راه می‌روند.

Walsh برای درک بهتر روند راه رفتن افراد در محیط طبیعی، با پژوهشگر پسی‌دکتر Richard Nuckols همکاری می‌کند. این پژوهشگر از روش تصویربرداری فراصوت برای پیگیری حرکات ماهیچه‌ها هنگام حرکت استفاده می‌کند. با این روش آن‌ها می‌توانند پارامترهای مختلف پوشیدنی خود را در لحظه متناسب با نیاز کاربر به روز کنند..

به گفته Walsh آنان به دستگاهی نیاز دارند که به کمک آن روند پیشرفت بیماری‌های پیشرونده اعصاب را ردیابی کنند. این بیماری در نهایت با زمان بدتر می‌شود. شاید لازم باشد که روند درمان تغییر کند. در این صورت باید از مناسب بودن آن اطمینان حاصل کرد. در حال حاضر ابزاری برای این گونه امور در دسترس نیست.

استفاده از تصویربرداری فراصوت برای بیماران ALS

این گونه بازخورد به خصوص در مورد بیماری ALS قابل استفاده است. ربات‌های پنوماتیک Walsh و گروهش برای پشتیبانی از شانه و یا تمرین دست و کمک به بالاتنه طراحی شده است. این ربات‌های ماژولار هستند. بنابراین می‌توان با یک دستگاه کار را اغاز کرد و بسته به نیاز تعدادی دستگاه به آن افزود. در نهایت با توجه به پیشرفت داروهای کمکی برای بیماران ALS نیاز به این دستگاه‌ها بیشتر می‌شود. چراکه بیماران در حین مقابله با بیماری برای انجام کارهای روزمره به کمک نیاز دارند. در نهایت شاید روزی امکان حرکت دادن اعضای بدن توسط این بیماران تنها با فکر کردن به حرکت ممکن شود.

ردیابی علائم پارکینسون با MyoExo
رباتیک پوشیدنی امیدی تازه برای بیماران پارکینسون

منبع: harvardmagazine

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