احتمالاً تاکنون فردی را دیده‌اید که از اسکلت‌های خارجی استفاده کند، اما تنها در فیلم‌ها. برای مثال در فیلم Elysium شخصیت Matt Damon یک اسکلت خارجی داشت که باعث می شد قوی‌تر وسریعتر باشد. اسکلت خارجی در واقع وسیله‌ای است که پوشیده می‌شود و شبیه اسکلت‌های بدن است. این فناوری فقط در افسانه‌های علمی وجود ندارد بلکه در واقعیت نیز وجود دارد و به صورت تجاری عرضه می‌شود. از این وسایل برای بهبود قدرت انسان، کمک به افراد ناتوان و حتی توانبخشی استفاده می‌شود. در آزمایشگاه کنترل، رباتیک و هدایت هوشمند (LCRA) در دانشگاه A&M تگزاس، تمرکز کار روی کمک به بهبود بیمارانی است که دچار سکته شده‌اند.

هرساله ۱۵ میلیون نفر در جهان دچار سکته می‌شوند. بیشتر از ۸۵ درصد آنها زنده می‌مانند و فقط ۱۰ درصد آنها کاملاً درمان می‌شوند. قربانیان سکته می‌توانند مهارت‌هایی را که از دست داده‌اند دوباره یاد بگیرند یا با روش‌های جدید کارها را انجام دهند و توانایی‌های از دست رفته خود را جبران کنند.

موثرترین توانبخشی مختص مهارت‌هایی است که بیمار به آنها نیاز دارد و آموزش‌های لازم برای بکارگیری مجدد از ماهیچه‌ها و عصب‌های درگیر را ببیند. با وجود افزایش تقاضا تعداد افراد درمانگری که این آموزش‌ها و حمایت‌ها را فراهم می‌کنند، محدود است.

در آزمایشگاه کنترل، رباتیک و هدایت هوشمند (LCRA) در دانشگاه A&M تگزاس روی حل این مساله بوسلیه ساخت و توسعه یک ربات هوشمند کار می‌شود. این وسیله رباتیک به بالای بازوی بیمار متصل می‌شود و همراه با حرکات فرد، قدرت و انعطاف‌پذیری را افزایش می‌دهد و بار فیزیکی انجام کار را برای فرد کاهش می‌دهد.

نیاز درحال رشد

همزمان با افزایش امید به زندگی، تعداد افراد سالخورده در جهان نیز در حال افزایش است. اداره سرشماری آمریکا تخمین زده تا سال ۲۰۵۰ تعداد افراد آمریکایی بالای ۶۵ سال دو برابر می‌شود. به گفته پژوهشگران، افراد این گروه سنی بیشتر در معرض خطر سکته قرار دارند. پس انتظار داریم در آینده نزدیک تعداد افرادی که نیاز به خدمات توانبخشی دارند افزایش یابد. طبق آمار اداره کار آمریکا تعداد تقاضا برای کارهای کاردرمانی و ورزش درمانی تا سال ۲۰۲۰ به ترتیب ۲۷ و ۳۴ درصد افزایش می‌یابند. برای جبران کمبود ۲۶۰۰۰ درمانگر تا سال ۲۰۲۰ باید کیفیت خدمات توانبخشی جاری را بهبود بخشید و با پژوهشهای درحال پیشرفت منطبق کرد.

ربات‌های توانبخش

درحالی که بسیاری از کارها را تنها درمانگران می‌توانند انجام دهند، تمرین‌هایی که به تعداد زیادی تکرار می‌شود را می‌توان توسط سیستم‌های رباتیک انجام داد. آنها می‌توانند یک کار را به تعداد بیشمار و با دقت بالا بدون خستگی انجام دهند. پژوهشگران زیادی در جهان وسایل رباتیک را برای اهداف توانبخشی توسعه داده‌اند. این وسایل به طور خاص برای کار روی بازوها و پاهای ازکار افتاده بیماران طراحی می‌شوند. بسیاری از مطالعات کلینیکی، تاثیرات درمان خودکار را تصدیق کرده‌اند و حتی در بعضی مواقع عملکرد بهتری نسبت به روش‌های متداول داشته‌اند، اگرچه هنوز راه زیادی پیش رو است.

چالش درمان خودکار

با وجود مزایای بسیار توانبخشی به کمک ربات‌ها، درمانگاههای زیادی با اینگونه وسایل تجهیز نشده‌اند. اسکلت‌های خارجی توانبخشی، اغلب نیازمند طراحی و سیستم کنترل پیچیده‌ای هستند که باعث می‌شود معمولاً این اسکلت‌ها حجیم، سنگین و گران باشند. علاوه بر این اعتماد و راحتی بیمار به یک درمانگر ممکن است بیشتر از یک ربات باشد.

چگونه ربات‌ها این چالش‌ها را حل می‌کنند؟

تمرکز کار پژوهشگران آزمایشگاه LCRA بر روی توسعه اسکلت خارجی است که فشرده‌تر و سبک‌تر باشد وبه بیماران برای بازیابی قدرت و توان حرکت بازوهای آنها کمک کند.

همزمان از فناوریهای روز و درحال پیشرفت برای ساخت وسیله‌ای بهتر برای بیماران و کمک به فعالیت‌های روزانه آنها استفاده می‌شود. افزون بر کمک به بیمارانی که دچار سکته شده‌اند از این وسیله می‌توان برای دیگر بیمارانی که دچار ناتوانی یا جراحت بازو شده‌اند، استفاده کرد.
ارزیابی تکنیکی این وسیله تا سال آینده در دانشگاه A&M تگزاس کامل خواهد شد و برای تضمین امنیت، روی بیماران واقعی در مرکز پزشکی حمد در دوحه قطر آزمایش خواهد شد.

نگاهی به آینده

هدف نهایی پژوهشگران LCRA ساخت یک اسکلت خارجی خانگی است. مانع اصلی برای استفاده بیماران از این وسیله در خانه، قابلیت حمل، هزینه‌های زیاد و محدودیت عملکرد سیستم‌های کنونی است. توانبخشی خانگی می‌تواند شدت و تاثیر درمان را بهبود بخشد. دیگر نیازی به ویزیت‌های مکرر و طولانی در درمانگاه نیست و افراد می‌توانند آموزش‌های خاص در سطح مربوط به خود را که توسط درمانگران ارایه شده در اینترنت مشاهده کنند.
واقعیت مجازی، فناوری دیگری است که ابزاری موثر برای توانبخشی را فراهم کرده‌است. واقعیت مجازی و سامانۀ توسعه یافته، واقعیت تقویت شده، می توانند با اسکلت‌های خارجی تطبیق داده شوند و با هم مورد استفاده قرار گیرند. اگرچه پیوند دنیای مجازی و واقعی و فهمیدن این دست‌آوردها خود یک چالش است اما اگر توسعه این سامانهها را اداره کنیم می‌تواند دنیایی از دستاوردهای خارق‌العاده را به روی ما بگشاید. به کمک این فناوری و وسایل، بیماران می‌توانند در قالب گروه‌های مجازی با یکدیگر تمرین کنند و انزوای کمتری در جامعه داشته باشند. می‌توان هر روز برای سلامتی و یا برای انجام کارهای متداول و دشوار خانه یا باغ از این وسایل استفاده کرد. کارگرهای کارخانه می‌توانند بیشتر و سریع‌تر با خستگی و آسیب کمتر کار کنند. در واقع پژوهشها در این زمینه تازه آغاز شده است.

منبع: THE CONVERSATION

ترجمه: فریبا ماندگاری