صنعت رو به رشد اسکلت بیرونی در سال ۲۰۱۶ به چه شکلی بوده  و این واژه در وهله اول به چه معناست؟ در سال ۲۰۱۶ صنعت اسکلت بیرونی نرخ رشد بی سابقه‌ای داشته است. هر ماه یک یا دو گروه پژوهشی در این زمینه یا یک کمپانی کوچک اسکلت بیرونی راه‌اندازی شده و شهرت آنها به اندازه‌ای بوده تا در سطح بین المللی قابل دیدن باشند. شرکت‌های اسکلت بیرونی قدیمی‌تر به طور مداوم در جست‌وجوی کاربردها و انتشار برند‌های جدید و یا اصلاح محصولات پوشیدنی خود بودند.

این رشد جهش یافته برای سازماندهی و تعریف بازار اسکلت بیرونی مفید خواهد بود. در این مقاله بررسی خواهیم کرد:

• اصطلاح «صنعت اسکلت بیرونی» که به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود به چه معناست؟
• صنعت اسکلت بیرونی به چه چیزی اطلاق می‌شود؟
• این صنعت در سال ۲۰۱۶ به چه شکلی بوده است؟
• چگونه این اصطلاح به وجود آمد؟

تعریف «صنعت اسکلت بیرونی»

اصطلاح «اسکلت بیرونی» در حال حاضر کلمه‌ای رایج برای توصیف تمام آداب پوشیدنی است که تعامل فیزیکی با فردی که آن را پوشیده فراهم می‌آورد. اسکلت بیرونی می‌تواند کمک فیزیکی فراهم آورد، کاربر را از هدفی منع کند و یا کاربر را برای نگه داشتن شی‌ای حمایت کند.

اسکلت بیرونی و صنعت اسکلت بیرونی زیرمجموعه قابلیت پوشیدن هستند. با این حال، قابل پوشیدن یک اصطلاح عمومی است که شامل تمام آداب الکترونیکی و ابزاری (به عنوان مثال فیت بیت) است که هیچ فعل و انفعال فیزیکی با کاربران ندارد. اسکلت بیرونی زیرمجموعه رباتیک نیز قرار می‌گیرد، اما بسیاری از اسکلت‌های بیرونی غیر فعال هستند و صرفاً تکیه بر بیومکانیک دارند و هیچ الکترونیکی ندارند. ربات‌های پوشیدنی شامل همه ارتز و پروتزهای فعال (پاهای جایگزین شده و بازوهای فعال) هستند اما دوباره آن هم به دستگاه‌های غیر فعال و ترکیب دستگاه‌هایی غیر از اسکلت بیرونی تقسیم می‌شود. اسکلت بیرونی زیر مجموعه ارگونومی نیز قرار می‌گیرد، اما توصیف آن بیش از حد گسترده است.

اصطلاح محبوبی که چندین سال برای توصیف صنعت اسکلت بیرونی استفاده می‌شد بیومکاترونیک است. بیومکاترونیک ادغام زیست شناسی، مکانیک و مهندسی برق است. با این حال، این اصطلاح همزمان با بیشتر معرفی شدن اسکلت بیرونی منفعل، محبوبیت خود را از دست داد.

همانطور که می بینید ساخت اسکلت بیرونی در حال حاضر در ناحیه‌ای بین زیست شناسی و مکانیک (بیومکانیک) نهفته است. اسکلت بیرونی فعال شامل سیستم های الکترونیکی نیز هست.

صنعت اسکلت بیرونی در سال ۲۰۱۶ به چه شکل بوده است؟

صنعت اسکلت بیرونی را می‌توان به چهار دسته و یا زیر شاخه تقسیم کرد: صنعتی، پزشکی، نظامی و تجاری. این چهار زیر شاخه می‌توانند با توجه به نوع وسیله و کاربرد دوباره تقسیم شوند.

اسکلت بیرونی صنعتی:

ربات‌های پوشیدنی طراحی شده برای استفاده در محیط‌های صنعتی، سریع‌ترین زمینه رو به رشد توسعه اسکلت بیرونی است. اسکلت بیرونی برای کار و صنعت را می‌توان در مکان‌های ساخت‌وساز، اسکله‌ها، کارخانه‌ها، انبارها و حتی اتاق عمل استفاده کرد. در ارائه اخیر توسط انجمن ربات پوشیدنی، دکتر جوزف هیت (Joseph Hitt) اسکلت بیرونی برای تولید و ساخت‌وساز را با عنوان «میوه‌های آویزان» در بازار اسکلت بیرونی توصیف کرد. اسکلت بیرونی برای کار و صنعت را می توان به ۶ دسته تقسیم کرد: نگه داشتن ابزار، صندلی بدون پایه، پشتیبانی، دستکش فعال، لباس فعال کل بدن، ربات‌های تکمیلی. برای اطلاعات بیشتر ببینید: ۲۲ اسکلت بیرونی برای کار و صنعت در ۶ دسته (آوریل ۲۰۱۶).

اسکلت بیرونی پزشکی:

طراحی ربات‌های پوشیدنی برای استفاده در توانبخشی و یا به عنوان دستگاه‌های پزشکی دومین رتبه در زمینه قدیمی‌ترین اسکلت بیرونی توسعه یافته را دارد. اسکلت بیرونی پزشکی برای نخستین بار در سال ۱۹۷۲ توسط مؤسسه Mihajlo Pupin در Belgrade یوگسلاوی (صربستان کنونی) ساخته شد. تشخیص اینکه اسکلت بیرونی می‌تواند یک حرکت مشابه را هزاران بار تکرار کند یک موفقیت بزرگ بود. این توانایی بیماران را قادر می‌سازد تا تمرین‌های توانبخشی را به همان میزان اما با ثبات بیشتر انجام دهند. افزون بر این، در حال حاضر نشان دادند که اسکلت بیرونی پزشکی می‌تواند در توانبخشی بسیار مفیدتر باشد و کاربردهای دیگری نیز فراهم آورد. نرم افزار اسکلت بیرونی جدیدتر کاربران را از همراهی (و سواری مجانی) در طول تمرین باز می‌دارد؛ بیماران باید طرز صحیح ایستادن را انجام دهند و تا زمانی که آنها خود حرکت تمرینی را شروع نکنند هیچ کمکی دریافت نمی‌کنند.

اسکلت بیرونی پزشکی را می‌توان به شش بخش تقسیم کرد:  ثابت پایین تنه، ثابت بالا تنه برای توانبخشی دست و انگشتان، ثابت پایین تنه برای توانبخشی و توان‌افزایی، و اسکلت بیرونی بالا تنه متحرک. برای جزئیات بیشتر مطالعه کنید: ۴۲ اسکلت بیرونی پزشکی در ۶ دسته. (ژوئن ۲۰۱۶)

اسکلت بیرونی نظامی:

ربات پوشیدنی نظامی پویاترین زیرمجموعه صنعت اسکلت بیرونی است. اسکلت بیرونی نظامی توسط ایالات متحده، چین، کانادا، کره جنوبی، بریتانیا، روسیه و استرالیا آزمایش می‌شود و این تنها پروژه‌هایی هستند که مردم از آن آگاهند. بسیاری از پروژه‌های اسکلت بیرونی نظامی مخفی باقی خواهند ماند. اطلاعات کافی در حوزه عمومی برای بررسی روند تغییرات اسکلت بیرونی نظامی در طول ۱۰ سال گذشته و مسیری که توسعه‌دهندگان در پیش گرفته‌اند وجود دارد. در حال حاضر اسکلت‌های بیرونی نظامی به ۵ دسته تقسیم می‌شوند: ثابت، مهار انرژی، پایین تنه، کل بدن و منفعل. اطلاعات بیشتر: ۱۹ اسکلت بیرونی نظامی در ۵ دسته (جولای ۲۰۱۶)

اسکلت بیرونی تجاری:

اسکلت بیرونی غیر نظامی و تجاری کوچکترین زیرمجموعه صنعت اسکلت بیرونی را شامل می‌شود، اما آنها بزرگترین پیمان تجاری را در دست دارند. پتانسیل اصلی برای اسکلت بیرونی تجاری در زمینه دستگاه‌های حمل و نقل موتوری است که نیازمند کمترین زیرساخت‌ها هستند. با این حال این پتانسیل برای آینده دور است. در حال حاضر اسکلت بیرونی تجاری محدود به تقویت، پیاده‌روی و پیشگیری از آسیب‌دیدگی‌های ورزشی شده است. اسکلت‌های بیرونی تجاری دستگاه‌هایی هستند که در خارج از زمینه توانبخشی و پزشکی استفاده می‌شوند و برای کار و صنعت نیستند. برای کسب اطلاعات و جزئیات بیشتر ببینید: اسکلت بیرونی تجاری (آگوست ۲۰۱۶)

منشأ دسته‌ها و اصطلاحات:

همه اطلاعات جاری و طبقه‌بندی‌ها بر اساس کار قبلی است که در دسترس عموم قرار گرفته است. دو نفر از افراد و سازمان‌ها بیشترین نقش را در صنعت اسکلت بیرونی داشته‌اند. مدیر عامل شرکت Otherlab Orthotics  در سال ۲۰۱۵ در ارائه Show and Tell یک مدل برای طبقه‌بندی این صنعت به چهار دسته ارائه داد: نظامی، صنعتی، مصرفی و پزشکی (ارائه کامل: Otherlab Orthotics، جهش اساسی در فناوری). Otherlab Orthotics نماد اسکلت‌های بیرونی سبک و نرم است که در سانفرانسیسکو واقع شده است.

شخص دیگری که شایسته شناخت ویژه است، دکتر Thomas Sugar از انجمن ربات پوشیدنی (WearRA) است. دکتر Sugar و انجمن برای نخستین بار فهرست گسترده‌ای از شرکت‌ها، صنایع و پروژه‌های پژوهشی پوشیدنی را در دسترس عموم قرار دادند. کار WearRA بیشتر دیده شدن صنعت اسکلت بیرونی بوده است. در کنفرانس ربات‌های پوشیدنی آنها در فوریه سال ۲۰۱۶ پژوهشگران با یک دهه تجربه یا بیشتر در زمینه اسکلت بیرونی با دیدن تعداد گسترده‌ای از محصولات و شرکت‌هایی که پدید آمده‌اند شگفت زده شدند. شما می‌توانید اطلاعات بیشتر را در زمینه WearRA با بازدید از  wearablerobotics.com و اطلاعات در مورد انجمن را در اینجا بخوانید: انجمن ربات‌های پوشیدنی ملحق شده به جامعه جهانی (فوریه ۲۰۱۶).

این صنعت در حال پیشرفت است:

هر شاخصی که از گذشته به عنوان صنعت اسکلت بیرونی رشد و گسترش پیدا کرده هنوز هم این اصطلاح را به همراه دارد. مجموعه ای از توافق‌ها برروی واژه‌ها ودسته‌بندی‌ها برای پایه‌ریزی گفت‌و‌گو میان شرکت‌ها، آزمایشگاه‌ها و گروه‌های کاری که در سراسر جهان با این فناوری کار می‌کنند لازم است. این ممکن است مهم به نظر نرسد اما کیفیت جلسات با یک اختلاف نظر ساده که «اگر یک اسکلت بیرونی نرم در صنعت استفاده شود تبدیل به یک لباس بیرونی می‌شود یا نه؟»، دچار وقفه می‌شود. با داشتن دسته‌بندی‌های از پیش تعریف شده چنین استدلالی بی معنی می‌شود. در مثال قبلی این که «دستگاه مورد سؤال یک اسکلت بیرونی در دسته‌ صنعتی است و آیا اینکه یک اسکلت بیرونی نرم است یا لباس بیرونی» بی‌اهمیت می‌شود.

انتظار می‌رود صنعت اسکلت بیرونی به سرعت در حال تحول باشد. به عنوان مثال تنها در ماه گذشته یک زیرشاخه جدید از اسکلت بیرونی صنعتی ظاهر شد: جلیقه پشتیبانی بازو. این جلیقه مملو از فنر برای حمایت از بازوهای کارگرانی است که یک کار تکراری را انجام می‌دهند. انتظار می‌رود در سال‌های آینده اصلاحات بیشتری روی آن صورت گیرد.

منبع: exoskeleton report