شرکت Advancer Technologies عرضه‌ی نسل چهارم حسگرهای ماهیچه‌ی تولیدی خود با نام MyoWare را اعلام کرده است. برای آشنایی با طرز کار و ویژگی‌های این حسگرها با مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.

زمانی که Brian Kaminski نخستین دوره‌ی آموزشی خودانجام برای ساخت یک حسگر ماهیچه و دستگاه اندازه‌گیری سیگنال الکتریکی ماهیچه (EMG) را در سال ۲۰۱۱ منتشر کرد، اصلا پیش بینی نمی‌کرد که این کار او از یک علاقه‌ی شخصی به یک تجارت موفق تبدیل شود. اکنون چهار سال از آن زمان می‌گذرد و بیش از ۵۰۰۰ عدد از این حسگر ماهیچه به فروش رسیده است. در حال حاضر تولیدکنندگان این حسگرها عرضه‌ی نسل چهارم حسگر ماهیچه با نام MyoWare را اعلام کرده‌اند.

طرز کار

MyoWare فعالیت ماهیچه را با استفاده از پتانسیل الکتریکی آن اندازه گیری می‌کند که تحت عنوان الکترومیوگرافی (electromyography) شناخته می‌شود. زمانی که مغز به ماهیچه دستور می‌دهد که منقبض شود، یک پیام الکتریکی به ماهیچه می‌فرستد تا به کارگیری واحد‌های حرکتی (motor units) را آغاز نماید. واحدهای حرکتی مجموعه‌ای از رشته‌های ماهیچه هستند که نیروی ماهیچه‌ها را تامین می‌کنند.

هرچه میزان انقباض ماهیچه بیشتر باشد، تعداد بیشتری واحد حرکتی برای تولید نیروی بزرگتر لازم است. و هرچه تعداد واحدهای حرکتی بیشتر باشد، فعالیت الکتریکی ماهیچه‌ها افزایش می‌یابد. MyoWare این فعالیت الکتریکی را تجزیه و تحلیل کرده و یک سیگنال خروجی آنالوگ تولید می‌کند که میزان انقباض ماهیچه را نشان می‌دهد.

هر چه میزان انقباض ماهیچه بیشتر باشد، ولتاژ خروجی MyoWare افزایش خواهد یافت. البته تمامی حسگرهای ماهیچه‌ی تولیدی این شرکت این قابلیت را داشته‌اند، اما تولیدکنندگان این حسگر را مجددا و از پایه بازطراحی کرده‌اند تا استفاده از آن برای کاربران راحت‌تر شود و قیمتی مقرون به صرفه داشته باشد.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره‌ی طرز کار این حسگر به تارنمای kickstarter مراجعه نمایید.

ویژگی‌های جدید

MyoWare نیازی به منبع‌های تغذیه با ولتاژ مثبت و منفی ندارد. برخلاف حسگرهای قبلی این شرکت، این حسگر را می‌توان به صورت مستقیم به بردهای توسعه‌ی (development boards) از ۳٫۳ ولت تا ۵ ولت متصل کرد.

الکترودهای اتصال به صورت مستقیم به MyoWare وصل شده‌اند و دیگر نیازی به استفاده از سیم‌های مزاحم و پر زحمت نیست. این امکان MyoWare را به یک فناوری پوشیدنی تبدیل کرده است.

MyoWare اکنون یک خروجی ثانویه هم دارد: خروجی RAW EMG که مورد درخواست بسیاری از دانشجویان تحصیلات تکمیلی است.

با توجه به درخواست مشتریان، در تراشه‌ این حسگر پشتیبانی‌هایی در نظر گرفته شده است که در صورتی که کاربر به صورت تصادفی اتصال تراشه به منبع را به صورت معکوس انجام دهد، تراشه نسوزد.

این حسگر مجهز به دکمه‌‌ی خاموش و روشن on-board است که برای جلوگیری از سوختن تراشه به شما این امکان را می‌دهد که اتصالات منبع انرژی را راحت‌تر آزمایش کنید.

به این حسگر دو LED اضافه شده است. یکی از این LEDها روشن بودن MyoWare را نشان می‌دهد و دیگری زمانی که ماهیچه‌ها منقبض شوند روشن می‌شود.

نصب و راه اندازی این حسگر در یک لحظه و به آسانی انجام می‌شود.

گسترش امکانات

در بازطراحی این حسگر، گروه تولیدی با توجه به کتاب راهنمای آردوینو تصمیم گرفتند که مفهوم shield را به MyoWare اضافه کنند. MyoWare ها بردهای مودولاری هستند که بر روی MyoWare سوار می‌شوند تا کارایی آن را با افزودن قابلیت‌های بیشتر افزایش دهند. این گروه قصد دارند چهار نوع متفاوت shield را یک سال پس از عرضه‌ی MyoWare ارائه کنند:

MyoWare Cable Shield

این شیلد به شما این امکان را می‌دهد که بتوانید به جای استفاده از اتصال‌های جاسازی شده در حسگر از سیم‌های متداول استفاده کنید. از این ویژگی می‌توان برای پروژه‌های غیر پوشیدنی که ماهیچه‌های هدف بسیار کوچکند و امکان قرار دادن آن‌ها بین اتصالات داخلی وجود ندارد، استفاده کرد.

MyoWare Proto Shield

این شیلد یک برد اولیه است که با داشتن تعداد زیادی حفره اضافه کردن اجزای بیشتر را به حسگر امکان پذیر می‌نماید.

MyoWare Power Shield

این شیلد شامل باتری‌های سکه‌ای است که انرژی لازم برای عمل کردن MyoWare را تامین می‌کنند.

MyoWare Mighty Meter Shield

این شیلد که شامل نوارهای LED است، با توجه به میزان انقباض ماهیچه‌ها خروجی می‌دهد. هرچه میزان انقباض ماهیچه‌ها بیشتر باشد تعداد نوارهای روشن شده بیشتر است. می‌توان از این شیلد برای مشخص کردن میزان انقباض ماهیچه‌های شما ضمن انجام تمرینات ورزشی و به عنوان یک ابزار آموزشی استفاده کرد.

تمامی شیلدهای این پروژه به صورت سخت افزارهای متن باز ارائه خواهند شد. به محض عرضه‌ی این قطعات شما می‌توانید فایل‌های مربوطه را در GitHub بیابید.

مشخصات فنی بیشتر را می‌توانید درGitHub مشاهده کنید.

پشتیبانی از جمعیت Limbitless Solutions

گروه سازنده‌ی MyoWare مفتخر به حمایت از جمعیت Limbitless Solutions است و از مدتی قبل حسگرهای ماهیچه‌ی خود را در اختیار این جمعیت قرار داده است. Limbitless Solutions گروهی فوق‌العاده است که ماموریت آن ساخت دست‌های مصنوعی مایوالکتریک با کمک فناوری چاپ سه بعدی و اهدای آن‌ها به کودکان نیازمند سراسر جهان است.

فعالیت‌های گروه Limbitless Solutions و نقش آن‌ها در جمعیت E-Nable را اینجا بخوانید.

فعالیت‌های آموزشی

یکی از اهداف اولیه گروه سازنده‌ی حسگر MyoWare ایجاد انگیزه و آموزش ذهن‌های خلاق و علاقه‌مند با ارائه‌ی آموزش‌های گام به گام است. به مناسبت عرضه‌ی نسل چهارم حسگر MyoWare دو آموزش گام به گام جدید توسط این گروه ارائه شده است.

روش ساخت دستکش بیونیکی Blaster

روش ساخت را اینجا بیابید.

روش ساخت پنجه‌های بیونیکی تولید شده با چاپ سه بعدی

روش ساخت را اینجا بیابید.

درباره‌ی گروه سازنده

Advancer Technologies شرکتی است که تمامی فعالیت‌های خود را به توسعه‌ی فناوری‌ها و محصولات نوآورانه‌ی بیونیکی اختصاص داده است. این شرکت در شهر نیویورک واقع است.

بیشتر بخوانید:

>>بهبود عمل‌کرد پاهای مصنوعی با استفاده از سیگنالهای EMG

>>Gesto: چارچوبی فوق‌العاده برای کنترل به کمک اشاره و EMG

منبع: kickstarter

استفاده و بازنشر این نوشتار با ذکر لینک منبع و نام «مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی» مجاز است.