پژوهش‌ها روش جدیدی برای کاهش مصرف انرژی افراد هنگام راه رفتن یافته‌اند که برای درمان بیماران مبتلا به اختلال در راه رفتن کاربرد دارد. این پژوهش در دانشگاه نبراسکا در اوماها انجام و در مجله Science Robotics منتشر شده است. نتایج نشان می‌دهد راه بهینه برای حمایت دستگاه‌های پوشیدنی همیشه با شهود مطابقت ندارد. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

پیش از این پژوهشگران بر این باور بودند زمانی که فرد می‌خواهد رو به جلو حرکت کند با کشیدن کمربند، بیشترین صرفه‌جویی در مصرف انرژی رخ می‌دهد. این فرضیه از شیوه عملکرد عضلات بیولوژیکی ما حین راه رفتن الهام گرفته است.

Prokopios Antonellis، نویسنده نخست این مطالعه و دانشجوی فوق دکتری در دانشگاه علوم و بهداشت اورگن، گفت: «اگرچه فعال‌سازی الهام گرفته از طبیعت می‌تواند مزایای خاصی داشته باشد، مطالعه ما نشان می‌دهد که این لزوما بهترین راهبرد برای ارائه بیشترین کاهش هزینه متابولیک یا انرژی مصرف شده نیست». Antonellis که این پژوهش را در طول دوره دکتری خود در دانشگاه نبراسکا انجام داد، گفت: «این یافته به جای تلاش برای پیش‌بینی راهبردهای الهام‌گرفته از طبیعت، تأکید بیشتری بر آزمایش بیومکانیک دارد».

رویکرد استفاده از آزمایش بیومکانیکی برای بهینه‌سازی کمربند رباتیک به عنوان یکی از روش‌های منحصر به فرد برای طراحی کمک شخصی در مقاله‌ای توضیح داده شده است که ۳۰ مارس درScience Robotics منتشر شد.

نمای جانبی راه رفتن یک فرد با کمربند رباتیک. اعتبار: Ryan Soderlin, UNO.

زمان‌بندی

این پژوهش نشان می‌دهد کشش در زمان مناسب از کمربند متصل به قرقره به فرد کمک می‌کند تا انرژی کمتری را برای هر گام حین راه رفتن مصرف کند. با این حال، زمان‌بندی بهینه برای ایجاد کشش رو به جلو موجب تعجب شد.

زمانی که ما راه می‌رویم، فاصله کوتاهی میان گام‌ها وجود دارد که در آن یک پا حرکت رو به جلو را متوقف می‌کند و پای دیگر در حال آماده شدن برای برداشتن گام بعدی رو به جلو است. Philippe Malcolm استادیار بیومکانیک در دانشگاه نبراسکا می‌گوید: «پژوهش‌های ما نشان می‌دهد این پنجره کوتاه که در آن هر دو پا روی زمین هستند، بهترین زمان برای اعمال نیرو و کمک به راه رفتن مؤثرتر است».

نمایی از راه رفتن یک فرد با کمربند رباتیک. اعتبار: Ryan Soderlin, UNO.

این دستگاه با ارائه کشش‌های زمان‌بندی شده از یک قرقره موتوری حین راه رفتن فرد روی تردمیل کار می‌کند. از آنجایی که فرد تنها نیاز به بستن کمربند دارد، در مقایسه با دستگاه‌های پیچیده‌تر، این تنظیمات آسانی دارد.

پیامدهای بالینی

یافته‌های مربوط به زمان‌بندی بهینه برای درمانگران در محیط‌های بالینی کاربرد دارد که از بیماران مبتلا به بیماری‌هایی همچون بیماری شریان محیطی مراقبت می‌کنند.

Iraklis Pipinos، جراح عروق در مرکز پزشکی دانشگاه نبراسکا که با این گروه همکاری کرده است، در مورد مزایای این پژوهش توضیح می‌دهد: «بیماران من دچار سخت شدن شریان‌هایشان هستند که موجب ایجاد مشکلاتی در گردش خون در پاهایشان و در نهایت منجر به درد پا و کاهش تحرک می‌شود. من خوشحال شدم که برخی از بیماران برای نخستین بار هنگام استفاده از دستگاه احساس آرامش در پاهای خود کردند. ما اکنون به روش‌هایی فکر می‌کنیم که بتوان در تمرین‌های روزمره استفاده کرد. برای نمونه استفاده از سامانه‌هایی برای ورزش درمانی و کمک به راه رفتن در درمانگاه‌های فیزیوتراپی».

>> روشی کاربرپسند برای تنظیم اسکلت بیرونی

>> اثرات مفید تحریک الکتریکی مغز بر نقص حرکتی ناشی از سکته

منبع:  techxplore.com

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