اسکلت بیرونی قوزک پایی که در دانشگاه میشیگان توسعه یافته است با الگوریتمی نوین توانایی تطبیق با عملکرد کاربر را داراست. این توانایی نیاز به تنظیم مکرر دستگاه را مرتفع می‌سازد. همچنین مقدمه‌ای برای تحقق رویای اسکلتی بیرونی برای افزایش استقامت کاربر است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این مورد از شما دعوت می‌شود با مجله فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.

تک کاربری بودن و کارایی تخصصی، کاربرد اسکلت‌های بیرونی کنونی را محدود می‌کند. در این ادوات هر تغییری نیازمند تکرار فرآیند زمان‌بر تنظیم دستگاه است. الگوریتم‌های کنترلی جدید قابلیت مدیریت سرعت‌های مختلف را درکنار تغییر در نوع گام(قدم زدن یا دویدن) داراست. با این الگوریتم‌ها یک اسکلت بیرونی هر چه بهتر به مشکلات راه رفتن در دنیای واقعی فائق خواهد آمد.

به گفته Leia Stirling، دانشیار رباتیک دانشگاه میشیگان، این نوع خاص از اسکلت بیرونی قوزک پا برای کاربرانی با توانایی فیزیکی محدود طراحی شده است. مقاله‌ای در مورد این اسکلت بیرونی خاص به سرپرستی وی در PLOS ONE منتشر شده است.

اسکلت بیرونی قوزک پا برای زندگی روزمره

از کاربران با توانایی فیزیکی محدود می‌توان به افراد مسنی اشاره کرد که در حالت عادی نمی‌توانند نوه خود را برای گردش در پارک همراهی کنند. اما با پوشیدن این سامانه و بهره‌بردن از کمک آن عملکرد فیزیکی بهتری نسبت به گذشته کسب می‌نمایند.

الگوریتم کنترل کننده به صورت مستقیم سرعت انقباض و انبساط عضلات و میزان انرژی شیمیایی استفاده شده در حال انجام کار را می‌سنجد. سپس با مقایسه این اندازه‌گیری‌ها و مدل‌های زیستی بهترین راه برای کمک به کاربر پیدا می‌شود.

اندازه‌گیری مستقیم فیزیولوژی عضلات اصلی است برای فاصله گرفتن از روش‌های موجود. این روش‌ها طیف وسیع‌تری از حرکت را اندازه‌گیری می‌کنند. پرداختن به منبع حرکت به شکل مستقیم اندازه‌گیری دقیق‌تری در طیفی وسیع از حرکات بدست می‌دهد. با این روش قدرت محاسباتی کمتری نیز مورد نیاز است.

Stiling به همراه یک پژوهشگر ارشد با نام Paul Pridham محصول خود را طراحی کردند. آنان با در نظر گرفتن نقش اساسی قوزک پا در حرکت، این قسمت را برای پژوهش انتخاب کردند. به عقیده آنان پشتیبانی از عضلات قوزک پا می‌تواند اثر مهمی بر توانایی راه رفتن  بیشتر هرچه سریع‌تر داشته باشد.

تست انسانی و بهینه سازی اسکلت بیرونی قوزک پا

با توجه به انجام این پژوهش در زمان همه‌گیری کرونا، انجام آزمایش با مشارکت داوطلبین ممکن نبود. به همین دلیل گروه با تمرکز بر داده‌های موجود اسکلت بیرونی توانستند الگوریتم خود را شبیه‌سازی و آزمایش کنند. بهینه‌سازی الگوریتم با این داده‌ها پاسخ‌گویی الگوریتم به تغییرات سرعت را بهبود بخشید.

تست انسانی گام مهم بعدی در این پژوهش است. این مرحله نیازمند استفاده از فناوری فراصوت است. هنوز برای تکمیل این طرح تلاش زیادی لازم است. اما پژوهشگران به کاربردی شدن آن و استفاده آن برای راه رفتن امیدوارند.

به گفته Pridham‌ این طرح توانایی کمک به همه را داراست. فردی که به دلیل نوع شغل خود زیاد کار می‌کند، یک کاربر نظامی که باید یک کار تکراری را به دفعات انجام دهد، سالمندی که برای زندگی روزانه کمک نیاز دارد و بیماران دارای اختلالات عضلانی همگی از این طرح سود می‌برند.

پیشرفت های هیجان انگیز اسکلت بیرونی برای افراد دچار مشکلات حرکتی
پتانسیل فناوری و دستگاه ها برای کمک به معلولان

منبع:techxplore

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