اسکلت‌های بیرونی پزشکی و صنعتی همگی با همگی با هدف پشتیبانی از بدن کاربر طراحی میشود. گاهی این پشتیبانی برای توانبخشی و بازآموزی حرکت است و گاهی نیز برای حفاظت از بدن کاربر در هنگام کار. در ادامه این مقاله از مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی به برخی از این دستگاه‌ها اشاره خواهد شد.
اسکلت بیرونی Easywalk
اسکلت بیرونی پایین تنه Easywalk، که ساخت چین است، وسیله‌ای است که طراحی بیونیک و هوش مصنوعی را ترکیب کرده است. این وسیله یک اسکلت بیرونی نرم است و از قطعات خشن و خشک دستگاه‌های کلاسیک در آن استفاده نشده است. هوش مصنوعی دستگاه را وادار می‌کند تا با راه رفتن کاربر هماهنگ شود. این وسیله در حال حاضر برای نجات‌یافتگان سکته مغزی استفاده میشود اما با توسعه بیشتر آن برای بیماران فلج مغزی، MS، مبتلایان به آلزایمر، پارکینسون یا سایر بیماری‌های حرکتی نیز قابل استفاده خواهد بود. به عبارتی هر گاه عضلات بدن قدرت کافی برای پیمودن مسیر را به کاربر ندهند، اسکلت بیرونی نرم Easywalk این قدرت را فراهم می‌کند.
اسکلت بیرونی کم هزینه Luca Augment LLC
این شرکت در کالیفرنیا مستقر است.وسیله ماژولار ساخت Luca Augmentرا می‌توان کاملا با نیازها و اندازه‌های کاربر سازگار کرد. این وسیله با خنثی سازی انرژی جنبشی مزاحم وارده به عضلات کاربر، از وی محافظت می‌کند.
به ادعای شرکت سازنده، LUCA Augment اسکلت بیرونی خود را به قیمتی خوب در اختیار خریداران قرار داده است. این وسیله برای بیماران مبتلا به ناهنجاری‌های پیشرونده استخوانی و جهت انجام فعالیت‌های تفریحی بهینه شده است. این دستگاه نیروهای اضافی و شوک وارده به بدن کاربر حین دویدن یا خم کردن زانو را خنثی می‌کند. پس در هنگام فعالیت ایمنی حفظ میشود. این وسیله برای ایستادن طولانی مدت نیز مفید است. پوشیدن و درآوردن این وسیله بسیار ساده است. در هنگام دویدن انرژی جنبشی از طریق چهارچوب دستگاه به بالا و مفاصلی منتقل می شود که در آن دستگاه خنثی کننده انرژی وجود دارد. بنابراین عضلات کاربر انرژی اضافی ناشی از برخورد پا به زمین را حس نمی‌کند. بدنه متخلخل این وسیله مانند اسکلت پرندگان در برابر تغییر شکل موقت مقاوم است. مطالعه مشخصات زیستی-حرکتی زنبورها و حشره آخوندک در طراحی این وسیله الهام بخش بوده است.
اسکلت بیرونی منفعل HeroWear Apex
اسکلت بیرونی منفعل HeroWear Apex تا ۲۳ کیلوگرم بار را از بدن کاربر در هنگام جابه‌جایی اشیا دور می‌کند. با توجه به اینکه افراد بسیاری برای کسب درآمد درگیر انواع شغل‌هایی هستند که نیازمند جابه‌جای اشیا یا قرار گرفتن در حالت خمیده به دفعات در طول روز است، این وسیله برای حفاظت از کمر آنان بسیار لازم است. در واقع بر خلاف اسکلت‌های بیرونی سنگین که قدرت کاربر را زیاد می‌کند، HeroWear Apex به طور خاص برای حفاظت از کاربر طراحی شده است. طرحی خاص که حجم زیادی ندارد و دست و پای کاربر را هم نمی‌بندد.
توانبخشی و آموزش دوباره راه رفتن با LEXO
این ربات یک وسیله تأثیرگذار و ایمن در استرالیا است که قابلیت آموزش فعال گام برداشتن، افزایش تعداد مراحل انجام شده در هر جلسه و بهینه‌سازی جلسات توانبخشی را دارد. در توانبخشی راه رفتن با ربات، بیماران و درمانگران اغلب با از دست دادن وقت گرانبها به دلیل راه اندازی‌های خسته کننده، محدودیت در سازگاری با بیمار و الگوهای راه رفتن غیرطبیعی مواجه هستند. LEXO با قابلیت سازگاری بالا می‌تواند برای طیف گسترده‌ای از بیماران استفاده شود. این سامانه زمان خالص درمانی را به حداکثر می‌رساند و نرخ بهره‌وری را افزایش می‌دهد.
اسکلت بیرونی دانشگاه صنعتی اراک که با سیگنال EMG فعال می شود
اسکلت بیرونی دست ساخت پژوهشگران و مهندسان دانشگاه صنعتی اراک: این ربات با استفاده از سیگنال EMG فرد توانیاب امکان حرکت بازو ایجاد می‌کند. این طرح توسط آقای رامین لطفی با راهنمایی دکتر محمد گهری، دکتر محسن نجفی و دکتر محدثه آزادواری از مرکز تحقیقات ضایعه نخاعی دانشگاه علوم پزشکی تهران انجام شده است.
افراد معلول حرکتی دو دسته هستند. دسته اول دریافت سیگنال عصبیEMG را عضلات انجام می دهند اما به علت بیماری عضله دیگر قادر به حرکت نیست. دسته دوم ارتباط عصبی با نخاع و مغز قطع شده است اما عضلات سالم هستند. در دسته اول توانیاب می‌تواند از اسکلت فعال بیرونی برای حرکت استفاده کند.
در پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک انجام شده در دانشگاه صنعتی اراک یک ربات پوشیدنی به این منظور طراحی و ساخته شد. این ربات برای حرکت دست توانیاب بکار میرود و دارای سیستم دریافت سیگنال EMG عصب است. همچنین دو کنترلرpid و کنترلر فازی برای آن طراحی شده است. وقتی که توانیاب قصد حرکت دست خود را دارد سیستم کنترل بصورت هوشمند نیاز به باز یا بسته شدن دست را از سیگنال عصب تشخیص داده و به موتور الکتریکی دستگاه فرمان حرکت می دهد، این ربات پوشیدنی موفق شد با دقت خوبی فرامین را دریافت پردازش و اجرا کند.
پیشگیری از آسیب‌های اسکلتی عضلانی با اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی
بلند کردن مکرر اشیای سنگین موجب نوعی مسئله فیزیکی مزمن به نام اختلال اسکلتی عضلانی میشود. این اختلال سبب از دست رفتن روزهای کاری، جبران خسارت کارگران، قبض‌های سرسام‌آور پزشکی، از دست رفتن بهره‌وری و حتی بازنشستگی پیش از موعد میشود. حدود ۳۳٪ از کل اختلالات اسکلتی عضلانی به دلیل کار شدید جسمی است. این آسیب قابل پیشگیری است.
یک مطالعه علمی برای تجزیه و تحلیل اثربخشی پوشیدن اسکلت بیرونی هنگام بلند کردن جعبه‌ها و سایر اشیای سنگین در یک مرکز تدارکات انجام شد. بدون اسکلت بیرونی Paexo Back، کارمندی که روزانه جعبه‌های ۱۳ کیلوگرمی را جابجا می‌کرد، در پایان یک هفته در مجموع بیش از ۳۰۰۰۰۰ پوند به پشت خود فشار وارد کرده است. با اسکلت بیرونی Paexo Back، حدود ۷۵۰۰۰ پوند است. این یک پیشرفت ۷۵ درصدی در کاهش فشار بر روی پشت فرد در هنگام انجام کار است.
نگاهی به پشت صحنه کارکرد اسکلت بیرونی در Auxivo
آزمایش اسکلت بیرونی Auxivo CarrySuit در آزمایشگاه و محیط کنترل نشده بیرون آزمایشگاه با مشارکت همکاران طرح بسیار مهم است. در این آزمایش میزان کاهش فشار روی سامانه قلبی-عروقی بدن کاربر اندازه‌گیری شده است. در حالتی که اسکلت بیرونی پوشیده شده است و باری به سنگینی ۲۰ کیلوگرم حمل میشود ضربان قلب نسبت به حالتی که بار بدون اسکلت بیرونی حمل میشود به شکل متوسط به اندازه ۲۰ ضربان در دقیقه کم میشود که ۴۴ درصد به ضربان قلب در حالت راه رفتن بدون بار نزدیک‌تر است.
بیشتر بخوانیم:
راه رفتن با اسکلت بیرونی عملکرد روده را در افراد آسیب نخاعی بهبود میبخشد
پتانسیل اسکلت بیرونی برای کمک به بیماران مبتلا به ام اس
درمان با اسکلت بیرونی رباتیک موجب بهبود تحرک، شناخت و اتصال مغزی در افراد مبتلا به ام اس میشود
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
