پژوهشگران ETH زوریخ یک اسکلت بیرونی پارچه‌ای و پوشیدنی ساخته‌اند که به عنوان یک لایه اضافی برای ماهیچه‌ها عمل می‌کند. این اسکلت بیرونی برای افزایش قدرت و استقامت بالاتنه‌ی افراد دچار محدودیت حرکتی و جبران آسیب‌های وارده بر قسمت فوقانی بدن ساخته شده است. برای آشنایی بیشتر با این اسکلت بیرونی با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

مایکل هاگمن در سال ۲۰۱۶ با نوع نادری از دیستروفی عضلانی معروف به میوپاتی بتلم (Bethlem) تشخیص داده شد. بازوهای هاگمن روز به روز ضعیف و ضعیف‌تر می‌شوند. هاگمن برای جبران کمبود قدرت عضلانی در بازوها، حرکات خود را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که منجر به وضعیت و فشار نامناسب می‌شود.

 Marie Georgarakis، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه سیستم‌های حرکتی حسی ETH زوریخ، با این مشکل آشناست: «اگرچه بیمارستان‌ها دستگاه‌های درمانی خوب و متعددی دارند، اما اغلب بسیار گران‌قیمت و غیر قابل تحمل هستند و کمک‌های فنی کمی وجود دارد که بیماران بتوانند به طور مستقیم در زندگی روزمره خود از آنها استفاده کنند و برای انجام تمرین‌ها در خانه از آنها کمک بگیرند. ما می‌خواهیم این شکاف را برطرف کنیم».

ایجاد قدرت کافی

این ایده منجر به ساخت Myoshirt شد: عضله‌ای نرم و پوشیدنی برای بالاتنه. نوعی جلیقه با کاف برای بازوها همراه با یک جعبه کوچک حاوی دیگر فناوری‌هایی که به طور مستقیم روی بدن استفاده نمی‌شوند. یک الگوریتم هوشمند از طریق حسگرهای تعبیه شده در پارچه، حرکات عمدی کاربر و میزان نیروی مورد نیاز را تشخیص می‌دهد. سپس یک موتور، کابلی را که در پارچه و به موازات ماهیچه‌های کاربر قرار گرفته – نوعی تاندون مصنوعی –می‌کشد و بدین شکل از حرکت مورد نظر پشتیبانی می‌کند. این کمک همیشه با حرکات کاربر هماهنگ است و می‌تواند بر اساس ترجیحات فردی تنظیم شود. کاربر همیشه کنترل را در دست دارد و می تواند دستگاه را در هر زمان خاموش کند.

بهبود استقامت به لطف یک عضله بیرونی

پژوهشگران این نمونه اولیه را برای نخستین بار در مطالعه‌ای با ۱۲ شرکت کننده آزمایش کرده‌اند: ده نفر بدون هیچ گونه نقص جسمی، یک فرد مبتلا به دیستروفی عضلانی (مایکل هاگمن) و یک نفر دچار آسیب نخاعی. نتایج امیدوارکننده بود: همه شرکت‌کنندگان به لطف این عضله بیرونی توانستند بازوها و/یا اشیای خود را برای مدت طولانی‌تری بلند کنند. استقامت در افراد سالم حدود یک سوم و در شرکت‌کننده‌ی مبتلا به دیستروفی عضلانی حدود ۶۰ درصد افزایش یافت، در حالی که شرکت‌کننده‌ی دچار آسیب نخاعی حتی توانست تمرین‌ها را سه برابر بیشتر انجام دهد. عضله بیرونی موجب شد که فشار کمتری بر عضلات شرکت کنندگان وارد شود و بیشتر قریب به اتفاق شرکت‌کنندگان این دستگاه را برای استفاده مناسب می‌دانستند.

آزمایش و بهبود عضله بیرونی

با این وجود، آماده شدن یک محصول برای بازار به زمان نیاز دارد. Michele Xiloyannis، که در آزمایشگاه سیستم‌های حرکتی حسی در ETH زوریخ کار می‌کند و در حال انجام پژوهش‌ها برای پروژه Myoshirt است، می‌گوید: «در مرحله بعدی، ما می‌خواهیم نمونه اولیه خود را در خارج از آزمایشگاه در محیط طبیعی آزمایش کنیم و از نتایج برای بهبود بیشتر آن استفاده کنیم. برای اینکه این دستگاه بتواند بدون مزاحمت و راحت در زیر لباس افراد پوشیده شود، باید از نظر اندازه و وزن حتی بیشتر کاهش یابد؛ محرک و جعبه کنترل در حال حاضر ۴ کیلوگرم وزن دارند. پژوهشگران می‌خواهند اندازه محصول را با تمرکز بر یک عملکرد اصلی – پشتیبانی از شانه‌های کاربر هنگام بلند کردن بازوها – به حداقل برسانند. آنها همچنین در حال همکاری نزدیک با اسپین‌آف MyoSwiss AG هستند که یک اسکلت بیرونی نرم – نوعی لباس رباتیک – تولید و به بازار عرضه می‌کند.

هاگمن که پیش از این در آزمایش انواع کمک‌های فنی در ETH از نمونه اولیه تا محصول نهایی کمک کرده است، می‌گوید: «آنچه که من به طور ‌ویژه دوست دارم این است که چگونه پژوهشگران ایده‌های خود را به طور مکرر با همکاری کاربران بالقوه توسعه می‌دهند». یک چیز واضح است: او می‌خواهد در آینده به فعالیت خود ادامه دهد و آگاه است که فناوری‌های کمکی همان چیزی است که او برای انجام این کار به آن نیاز دارد.

>> ساخت ماهیچه مصنوعی از پروتئین های طبیعی

>> تولید عضلات مصنوعی برای ربات های مینیاتوری با الهام از ساختار DNA

منبع: techxplore.com

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