در اینجا قصد داریم با بازیگران کلیدی صنعت اگزواسکلتون و نوآوری‌هایی که به پیشبرد این صنعت کمک کرده‌اند بیشتر آشنا شویم. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
چگونه HAL مسیر جدیدی در فناوری توانبخشی ایجاد کرد
شرکت CYBERDYNE، یک شرکت پیشگام ژاپنی، پشت اگزواسکلتون HAL قرار دارد. HAL نخستین سایبورگ پوشیدنی در جهان است. اگزواسکلتون پزشکی HAL پلی میان سیستم‌های عصبی مغز و ماهیچه‌ها ایجاد می‌کند. این کار از طریق فناوری منحصر به فردی انجام می‌شود که سیگنال‌های ضعیف روی سطح پوست را به حرکت تبدیل می‌کند. از زمان ظهور HAL در سال ۲۰۰۸، به حدود ۲۰ قلمرو جهانی و زندگی افراد بسیاری نفوذ کرده است. افزون بر اینکه HAL برای بیماران مبتلا به بیماری عصبی عضلانی، آسیب نخاعی و سکته مغزی مؤثر است، داده‌های اولیه نشان می‌دهد که HAL می‌تواند به افراد مبتلا به پارکینسون، فلج مغزی و ام‌اس نیز کمک کند.
گفتگو با Yoshiyuki Sankai، بنیان‌گذار و مدیر عامل شرکت CYBERDYNE:
HAL چه چیزی دارد که سایر ربات‌های توانبخشی یا اگزواسکلتون‌ها قادر به ارائه آن نیستند؟
برای درمان بیماری‌های مختلف، از جمله هشت نوع بیماری عصبی عضلانی با پیشروی آهسته، استفاده می‌شود. بیماری‌هایی که هنوز روش درمانی مؤثری برای آنها ایجاد نشده است. این بیماری‌ها آتروفی عضلانی نخاعی، آتروفی عضلانی نخاع و پیاز، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، بیماری شارکو ماری توث، دیستروفی عضلانی دیستال، میوزیت جسم انکلوزیون، میوپاتی مادرزادی و دیستروفی عضلانی هستند. این بیماری‌ها غیرقابل درمان هستند و به محض اینکه فرد مبتلا شود، به تدریج کنترل بدن خود را از دست می‌دهد. پنج سال نظارت بر روی این گروه‌های بیمار انجام شد و متوجه شدیم که اگزواسکلتون HAL می‌تواند عملکرد فیزیکی کاربر را حفظ و حتی بهبود بخشد. ما همچنین کاهش سطح کراتین کیناز را در خون بیمارانی که تحت درمان HAL قرار گرفتند مشاهده کردیم. درنتیجه اگزواسکلتون HAL به بیمار امکان می‌دهد که بدن خود را بدون ایجاد استرس بیش از حد، که منجر به تخریب عضلات می‌شود، حرکت دهد.
فناوری که این نتایج را ممکن کرده است چیست؟
اگزواسکلتون HAL شبیه دیگر دستگاه‌های رباتیک به نظر می‌رسد، اما سامانه کنترلی آن به طور چشمگیری با سایر دستگاه‌های مشابه تفاوت دارد. یک ربات به طور خودکار با توجه به شیوه برنامه‌ریزی آن، پس از دریافت فرمان به طور مستقل حرکت می‌کند. اگزواسکلتون HAL توسط یک سیگنال بیوالکتریکی کنترل می‌شود که از سطح پوست کاربر نشت می‌کند. هنگامی که یک فرد بدن خود را حرکت می‌دهد، مغز سیگنال‌هایی را برای فرمان حرکت از طریق اعصاب به عضلات مورد نظر ارسال می‌کند. هنگامی که عضله سیگنال را دریافت کرد، مطابق با سیگنال‌های فرمان حرکت می‌کند. برای یک فرد مبتلا به بیماری یا آسیب، این انتقال و دریافت سیگنال ممکن است به درستی عمل نکند. نقش HAL این است که به عنوان یک پل یا شاید یک مترجم میان سیستم‌های عصبی مغز و ماهیچه‌ها عمل کند.
بنابراین بیمار کنترل بیشتری بر حرکت دارد به جای اینکه از طریق کنترل‌های بیرونی شبیه ربات حرکت کند؟
بله. از آنجایی که سیگنال‌های بیوالکتریکی شامل اطلاعاتی در مورد چگونگی حرکت بدن توسط مغز هستند، کمکی که HAL بر اساس این سیگنال ارائه می‌دهد، بسیار طبیعی خواهد بود، گویی بخشی از بدن کاربر است. هنگامی که حرکت محقق می‌شود، اطلاعات حسی آن حرکت با قصدی که مغز منتقل می‌کند هماهنگ و به مغز بازگردانده می‌شود. این یک حلقه از انتقال اطلاعات میان سیستم عصبی مغز و سیستم اسکلتی عضلانی تشکیل می‌دهد. این حلقه‌ی منحصر به فرد از سیگنال‌ها، عملکرد فیزیکی کاربر را بهبود می‌بخشد و بازسازی می‌کند. این حلقه را تنها با همگام‌سازی با سیگنال‌های موردنظر و زمان‌بندی عالی می‌توان تشکیل داد. دستیابی به این امر با روش‌های درمانی مرسوم با فیزیوتراپیست‌ها یا بیشتر سامانه‌های رباتیک آسان نیست. اگزواسکلتون HAL می‌تواند این کار را در زمان‌بندی عالی انجام دهد و این کار را صدها و هزاران بار بدون ایجاد استرس بیش از حد تکرار کند، حتی برای بیمارانی که در حرکت دادن دست‌ها یا پاهای خود مشکل دارند. اثربخشی آن پس از سال‌ها کارآزمایی بالینی و تحقیقات ثابت شده است.
چه شواهدی وجود دارد که HAL به عنوان یک مداخله برای بیماری‌های عصبی عضلانی مفید است؟
ما نظارت بر HAL پزشکی را در ۲۰ مرکز، شامل ۲۱۸ بیمار، با ۷۲ جلسه درمانی در طول ۳٫۵ سال انجام دادیم. عملکرد فیزیکی بیماران بالاتر از سطح پایه باقی ماند. HAL بیماری را درمان نمی‌کند، اما عملکرد را به طور موقت بهبود می‌دهد. مطالعه ما نشان می‌دهد ۹ جلسه درمانی در ماه (یک تا دو جلسه در هفته) عملکرد فیزیکی را بسیار بالاتر از سطح پایه حفظ می‌کند. همچنین از نظر ایمنی، شاهد کاهش سطح کراتین کیناز خون پس از استفاده کوتاه مدت و بلند مدت از HAL بودیم. کراتین کیناز شاخصی برای پیشرفت تخریب عضله است و کاهش آن نشان می‌دهد که این فناوری به هیچ وجه عضله را از بین نمی‌برد.
چقدر برای بیماران آسیب نخاعی مفید است؟
نخستین کارآزمایی در مقیاس بزرگ در مورد آسیب نخاعی با استفاده از HAL در آلمان انجام شد و از آن زمان تاکنون چندین مورد پژوهش روی این گروه از بیماران انجام شده است. ما آزمایشی را روی ۵۵ بیمار مزمن (میانگین ۶٫۸۵ سال پس از آسیب) انجام داده‌ایم. پس از این مدت زمان، تصور بهبودی خود به خودی از بین رفته است. پس از ۶۰ جلسه کار با HAL در طول سه ماه، توانستیم سرعت راه رفتن این بیماران را دو برابر کنیم. و حتی اگر بیماران استفاده از فناوری را در فرکانس بالا متوقف کنند، مشاهده کردیم بهبود در افراد باقی مانده است.
در مورد سکته مغزی و سایر بیماری‌های عصبی چطور؟
ما یک کارآزمایی بالینی روی ۴۹ بیمار سکته مغزی در مرحله حاد که به «پلاتو» رسیده بودند، تکمیل کردیم. ما آنها را به دو گروه تقسیم کردیم؛ یک گروه یک ساعت تحت توانبخشی سنتی و ۲۰ دقیقه HAL و گروه دیگر ۸۰ دقیقه توانبخشی سنتی. در آزمون «شش دقیقه پیاده‌روی»، گروهی که به HAL دسترسی داشتند، ۳۴٫۱ متر در مقابل میانگین ۱۷٫۳۴ متری گروه دیگر بهبود داشت. همچنین نتایج اولیه مثبتی برای پارکینسون، فلج مغزی و ام‌اس وجود دارد. گزارش‌هایی نیز در مورد بهبود حسی مثانه و مشکلات ادراری وجود دارد. ما معتقدیم HAL یک فناوری هیجان‌انگیز با پتانسیل نامحدود است.
آینده HAL از نظر توسعه چیست؟
ما می‌خواهیم این فناوری را سبک‌تر کنیم و آن را به چیزی تبدیل کنیم که به راحتی مانند پارچه پوشیده شود تا به سلامت مردم در سراسر جهان کمک کند. HAL در سپتامبر ۲۰۲۱، در ۱۹ کشور و منطقه استفاده می‌شد. ما در زمینه پزشکی کار خود را آغاز کردیم، اما اکنون این فناوری در حال گسترش به سایر زمینه‌ها مانند حمایت از کارگران هنگام بلند کردن وسایل سنگین است. همچنین در ماه‌های اخیر سرویس جدیدی راه اندازی کردیم که از HAL برای ورزش در خانه و برای بهبود عملکرد ورزشکاران استفاده می‌کند.
کمک به کاربران فراتر از اهداف توانبخشی
B-Temia، پیشگام فناوری توانبخشی، نسخه‌ی جدید و بهبود یافته محصول شاخص خود، KEEOGO را عرضه کرده است. این ارتز هوشمند وسیله‌ای سبک وزن و کاربرپسند است که مداخله مؤثری را در طیف وسیعی از بیماری‌های عصبی، در درمانگاه‌ها و محیط‌های اجتماعی به اثبات می‌رساند. مدیر ارشد Andy Hayes بیشتر توضیح می‌دهد:
چه چیزی KEEOGO را از سایر فناوریهای توانبخشی عصبی متمایز می‌کند؟
KEEOGO یک ارتز زانوی برقی هوشمند و سبک وزن است که کاربر می‌تواند در عرض چند دقیقه آن را بپوشد. این ارتز موتورهایی در مفصل زانو دارد که می‌تواند به افرادی که یک آسیب یا بیماری عصبی مانند سکته مغزی، آسیب ناقص نخاعی یا مولتیپل‌اسکلروزیس را تجربه کرده‌اند کمک کند تا استقلال خود را بازیابند؛ با جایگزینی عملکرد از دست رفته زانوها و قادر ساختن آنها به راه رفتن راحت‌تر و طولانی‌تر.
چه کسی می‌تواند از این دستگاه بیشتر سود ببرد؟
توجه به این نکته مهم است که این ارتز برای همه مناسب نیست و کاربر باید بتواند بایستد و ران‌هایش از قدرت کافی برخوردار باشند.
آیا در درمانگاه‌های توانبخشی نیز استفاده می‌شود؟
بله، به عنوان یک ابزار آموزش راه رفتن. این ارتز راه رفتن را بهبود می‌بخشد و به کاربران کمک می‌کند قوی‌تر شوند. همه‌ی پارامترهای راه رفتن توسط پزشک تنظیم می‌شود تا مطمئن شود کاربر بهترین استفاده را از دستگاه می‌کند.
به طور دقیق کاربر چگونه از KEEOGO سود می‌برد؟
نام KEEOGO از عبارت «به راه رفتن ادامه دهید» گرفته شده است که وقتی افراد آن را می‌پوشند اتفاق می‌افتد. KEEOGO به افراد کمک می‌کند تا راحت‌تر و با تلاش کمتر راه بروند و هدف آن بهبود استقلال کاربران است. این ارتز را به عنوان یک ربات پوشیدنی هوشمند در نظر بگیرید که همیشه در حال فکر کردن و واکنش به حرکات کاربر است. می‌داند چه زمانی از پله‌ها بالا یا پایین می‌روید یا به سمت پایین خم می‌شوید و به زانو کمک می‌کند تا قدرت کافی برای تکمیل حرکت شما را فراهم کند.
از نظر نوآوری، KEEOGO چه تفاوتی با سایر دستگاه‌ها دارد؟
شیوه رفتار این دستگاه آن را منحصر به فرد می‌کند. برخی از افراد از آن به عنوان یک شریک رقص یاد می‌کنند، به این معنا که از شما پیروی و در صورت نیاز از شما حمایت می‌کند. این رباتی نیست که یک کار را بارها و بارها انجام دهد، بلکه همیشه به این فکر می‌کند که چگونه می‌تواند در هر مرحله به بهترین شکل به شما کمک کند و حتی می‌داند که شما در حال بالا رفتن یا خم شدن هستید. همچنین استفاده از آن راحت است چراکه اصول بیومکانیکی بدن را تکمیل می‌کند.
چگونه متخصصان توانبخشی عصبی می‌توانند این دستگاه را در کار خود برای رسیدن به اهداف مشتری بگنجانند؟
متخصص توانبخشی عصبی به پارامترهای مختلف در نرم‌افزار این دستگاه دسترسی دارد و می‌تواند کمک‌های KEEOGO را به چند روش تغییر دهد تا کاربر را به سمت اهداف خود به چالش بکشد. این دستگاه همه‌کاره است و می‌توان از آن برای تمرین‌ها و اهداف مختلف در توانبخشی استفاده کرد.
آیا کاربرپسند بودن نیز یکی از عناصر حیاتی KEEOGO است؟
بله. برای هر کاربر متفاوت است، اما بیشتر مردم می‌توانند در عرض چند دقیقه KEEOGO را فعال کنند و آن را در تمام روز بپوشند. برخی از مردم در حالی که آن را پوشیده‌اند رانندگی می کنند (خاموش است). امکان رفتن به دستشویی با پوشیدن آن وجود دارد. دو باتری انرژی کافی برای این دستگاه را فراهم می‌کنند. همانطور که کاربر بهبود می‌یابد، پزشک آموزش دیده می‌تواند پارامترهای آن را تغییر دهد تا اطمینان حاصل شود که KEEOGO مطابق با نیازهای کاربران تنظیم شده است.
از نظر تحقیق و توسعه، KEEOGO چگونه ممکن است در سال‌های آینده تکامل یابد؟
بستر این ربات پوشیدنی که ما در B-Temia توسعه داده‌ایم می‌تواند در بسیاری از برنامه‌ها استفاده شود. KEEOGO نسخه پزشکی است، اما این بستر می‌تواند به عنوان یک اسکلت بیرونی صنعتی برای جلوگیری از صدمات یا بهبود استقامت استفاده شود. این گزینه‌های بسیاری برای آینده KEEOGO فراهم می‌کند. ما در حال کار بر روی افزودن ویژگی‌هایی هستیم که آن را به عنوان یک ابزار توانبخشی بالینی حتی مفیدتر می‌کند تا افراد بیشتری از آن بهره ببرند.
>> آشنایی با بازیگران کلیدی صنعت اگزواسکلتون (بخش دوم)
>> اسکلت بیرونی رباتیک Keeogo ، یک دستگاه کمکی پیاده روی
منبع: nrtimes.co.uk
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»
