پژوهشگران دانشگاه یوتا یک پای مصنوعی هوشمند ساختند که جایگزین مفصل زانو، مچ پا و انگشت پا می‌شود. این پروتز رباتیک به افراد قطع عضو قدرت بیشتری برای راه رفتن، ایستادن، نشستن، بالا و پایین رفتن از پله‌ها و سطوح شیب‌دار می‌دهد. برای آشنایی بیشتر با این پروتز پیشرفته با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

استادیار مهندسی مکانیک دانشگاه یوتا، Tommaso Lenzi، و دانشجویانش یک پروتز موتوری به نام Utah Bionic Leg برای افراد دچار قطع عضو اندام تحتانی ساخته است. این پروتز روی جلد جدیدترین شماره مجله Science Robotics قرار دارد.

این پروتز از موتورها، پردازنده‌ها و هوش مصنوعی پیشرفته استفاده می‌کند که همه با هم کار می‌کنند تا به افراد قطع عضو قدرت بیشتری برای راه رفتن، ایستادن، نشستن، بالا و پایین رفتن از پله‌ها و سطوح شیب‌دار بدهند. افراد قطع عضو به طور معمول برای جبران کمبود کمک پروتزهای تجویز شده، نیاز به استفاده بیش از حد از قسمت بالای بدن و پای سالم خود دارند. قدرت اضافی پروتز جدید، انجام این فعالیت‌ها را آسان‌تر و استفاده از قسمت بالای بدن را کم‌تر می‌کند. پروتز Utah Bionic Leg به افراد مبتلا به قطع عضو، به ویژه افراد مسن، کمک می‌کند تا بسیار طولانی‌تر راه بروند و به سطوح جدیدی از تحرک دست یابند.

Lenzi می‌گوید: «اگر سریع‌تر راه بروید، انرژی بیشتری به شما می‌دهد. یا به طور خودکار با ارتفاع پله‌های یک راه پله سازگار می‌شود. یا می‌تواند به شما کمک کند از موانع عبور کنید».

سامانه انتقال هوشمند

Utah Bionic Leg از حسگرهای نیرو و گشتاور سفارشی و همچنین شتاب‌سنج‌ها و ژیروسکوپ‌ها برای کمک به تعیین موقعیت پا در فضا استفاده می‌کند. این حسگرها به یک پردازنده کامپیوتری متصل هستند که ورودی‌های حسگر را به حرکات مفاصل مصنوعی تبدیل می‌کند.

بر اساس این داده‌های لحظه‌ای، موتورها به مفاصل پا نیرو می‌دهند تا به راه رفتن، ایستادن، بالا و پایین رفتن از پله‌ها یا مانور در اطراف موانع کمک کنند. «سامانه‌ی انتقال هوشمند» پا، موتورهای الکتریکی را به مفاصل رباتیک پروتز متصل می‌کند. این سامانه‌ی بهینه شده به طور خودکار رفتارهای مفصل را برای هر فعالیت، مانند تعویض دنده روی دوچرخه، تطبیق می‌دهد.

در نهایت، افزون بر مفصل رباتیک زانو و مفصل رباتیک مچ پا، Utah Bionic Leg دارای یک مفصل رباتیک انگشت پا برای ایجاد ثبات و راحتی بیشتر در هنگام راه رفتن است. حسگرها، پردازنده‌ها، موتورها، سامانه انتقال و مفاصل رباتیک به کاربران این امکان را می‌دهند تا پروتز را به طور مستقیم و پیوسته کنترل کنند، گویی این یک پای بیولوژیکی سالم است.

Lenzi و دانشگاه یوتا به تازگی شراکت جدیدی با Ottobock، یک شرکت پیشرو در صنعت پروتز در سراسر جهان، ایجاد کردند تا دریافت مجوز فناوری Utah Bionic Leg و ارائه آن به افراد مبتلا به قطع اندام تحتانی تسهیل شود.

>> روشن شدن مسیر برای پروتزهای آینده

>> تسکین بیماران قطع عضو دیابتی با پروتزهای رباتیک مبتنی بر ریزسیال

منبع: DOI: 10.1126/scirobotics.abo3996

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