داستان‌های علمی تخیلی برای مدت طولانی در مورد راه‌هایی برای افزایش قدرت و استقامت انسان‌های شکننده از طریق ابزارهای مکانیکی خیال‌پردازی کرده‌اند. در Edge of Tomorrow، توانایی‌های تام کروز از طریق یک جلیقه رزمی افزایش می‌یابد. چنین تصاویری از اسکلت‌های بیرونی یا ساختارهای مکانیکی پوشیدنی که به مفاصل متصل می‌شوند تا به افزایش قدرت و استقامت حرکتی کمک کنند، قلمرو علمی تخیلی را ترک کرده و بخشی از واقعیت ما شده است. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
در سال ۲۰۱۴، یک مرد پاراپلژیک با یک اسکلت بیرونی رباتیک، به صورت نمادین جام جهانی برزیل را آغاز کرد. در سال ۲۰۱۹، خبری مبنی بر مردی منتشر شد که به لطف یک اسکلت بیرونی کنترل شده توسط ذهن، می‌توانست تمام چهار اندام فلج خود را حرکت دهد. به سال ۲۰۲۲ رسیده‌ایم و بازار اسکلت بیرونی همچنان در حال گسترش است، با مدل‌هایی که مصرف‌کنندگان عمومی و کارکنان مراقبت‌های بهداشتی را هدف قرار می‌دهند.
اجازه دهید نگاهی دقیق‌تر به جایگاه امروزی سازه‌های رباتیک علمی تخیلی بیندازیم.
کمک اسکلت‌های بیرونی در حوزه مراقبت‌های بهداشتی
دستیارهای رباتیک در مراقبت‌های بهداشتی غریبه نیستند، اما اسکلت‌های بیرونی نوع متفاوتی از کمک را ارائه می‌دهند. اسکلت‌های بیرونی به جای حرکت مستقل برای تمیز کردن سطوح یا حمل و نقل، دور اندام کاربر می‌پیچند تا از نظر فیزیکی از آنها حمایت کنند. این کمک فوق‌العاده‌ای به افراد دچار ناتوانی در حرکت ارائه می‌دهد. در نهایت توانبخشی جایی است که اسکلت‌های بیرونی از ابتدا پیشرفت بسیاری در آن داشتند.
Ekso Bionics مستقر در کالیفرنیا یکی از شرکت‌های اسکلت بیرونی است که لباس‌های بیونیک را برای تأمین انرژی بالاتنه و پایین‌تنه بیماران مبتلا به آسیب نخاعی، سکته مغزی و آسیب‌های مغزی اکتسابی تولید می‌کند. اسکلت بیرونی این شرکت به بیماران مبتلا به ناتوانی اندام تحتانی کمک کرده است تا بیش از ۱۸۰ میلیون گام بردارند.
Russ Angold، مدیر ارشد فناوری در Ekso Bionics گفت: «واقعاً جالب است که ما بیش از ۳۰۰۰ فرد مختلف را در کمتر از ۲ سال در پایگاه داده خود داشتیم. دستگاه‌های ما به افرادی کمک می‌کنند که نمی‌توانند کار کنند یا درمان آنها طولانی است. وظیفه ما ارائه فناوری به این افراد است تا سالم بمانند و زندگی مستقلی داشته باشند».
ReWalk Robotics نیز در همین راستا کار می‌کند. دکتر Amit Goffer که خود مبتلا به کوادری‌پلژی است، این شرکت را تأسیس کرد زیرا می‌خواست به افراد مبتلا به فلج اندام تحتانی کمک کند تا دوباره راه بروند. سامانه شخصی ReWalk در سال ۲۰۱۴ مجوز سازمان غذا و داروی آمریکا را برای استفاده در خانه یا جامعه دریافت کرد.
در طول سال‌ها، سایر محصولات اسکلت بیرونی مانند HAL از Cyberdyne و Phoenix ازSuitX تأییدیه‌های سازمان غذا و داروی آمریکا را دریافت کردند. آزمایش‌های بالینی اسکلت بیرونی Wandercraft’s Atalante در سال ۲۰۱۷ آغاز شد و در سال ۲۰۱۹ نشان CE را دریافت کرد. با تأیید شدن گزینه‌های بیشتری برای بیماران مبتلا به اختلالات حرکتی، توسط مقامات مراقبت‌های بهداشتی و در دسترس قرار گرفتن آنها، بازار به طور پیوسته در حال رشد است و همچنین به سمت سایر جمعیت‌ها حرکت می‌کند.
یک صنعت رو به رشد
اکنون ۱۱۸ شرکت در سراسر جهان بر روی ۱۷۲ اسکلت بیرونی کار می‌کنند که به فروش می‌رسند یا به زودی تجاری می‌شوند. این نشان دهنده افزایش قابل توجهی از آغاز سال ۲۰۲۰ است که ۸۰ شرکت از این قبیل را به ثبت رساند.
اخیراً نشانه‌های بیشتری از بلوغ این صنعت دیده شده است. در اوایل سال جاری، شرکت Wandercraft، یک توسعه دهنده اسکلت بیرونی مستقر در پاریس، ۴۵ میلیون دلار از بودجه سری C دریافت کرد که نشان دهنده علاقه شدید سرمایه‌گذاران است. شرکت Ottobock، توسعه دهنده پروتزها و اسکلت‌های بیرونی، شرکت SuitX، یک سازنده اسکلت بیرونی، را در اواخر سال ۲۰۲۱ خریداری کرد. اگرچه این نخستین خرید در نوع خود نیست، اما نشان می‌دهد که کار شرکت‌های کوچکتر توسط شرکت‌های بزرگتر به رسمیت شناخته میشود.
به نظر نمی‌رسد اسکلت بیرونی تنها برای اهداف درمانی در دسترس باشد، بلکه به بازارهای دیگر نیز گسترش یافته است. بنابر گزارشExoskeleton Report 51 شرکت در حال ساخت اسکلت‌های بیرونی برای محیط کاری هستند. این به این دلیل است که اسکلت‌های بیرونی افزون‌بر کمک به توانبخشی، می‌توانند به خوبی برای پیشگیری از آسیب استفاده شوند.
تجهیزات پیشگیرانه برای محدود کردن آسیب و خستگی کارگران
به نظر می‌رسد روندی برای تجهیز کارگران به اسکلت بیرونی شکل گرفته است. یک گزارش در مقیاس کوچک از حدود ۴۰ کارگر با اسکلت بیرونی نتایج امیدوارکننده‌ای به همراه داشت. این کارگران گزارش دادند اسکلت‌های بیرونی موجب کاهش ۷۳ درصدی ناراحتی در ناحیه کمر و کاهش ۳۰ درصدی تلاش برای انجام کار شدند. افزون بر این، ۸۰٪ احساس می‌کردند این افزودنی‌های مکانیکی می‌توانند از آسیب‌های کمر جلوگیری کنند. با حدود ۱۰۰ میلیارد دلار صورت‌حساب پزشکی که به آسیب‌های کارگران در ایالات متحده نسبت داده میشود، منطقی است که کارفرمایان روش‌های جدیدی را برای کمک به کارگران و محدود کردن آسیب‌ها کشف کنند.
با در نظر گرفتن این موضوع، شرکت‌ها در حال توسعه راهکارهای اسکلت بیرونی برای کمک به کارگران و جلوگیری از آسیب آنها هستند. برای نمونه، Cray X از شرکت German Bionic به کارگر اجازه می‌دهد جسم‌هایی تا ۳۰ کیلوگرم را به راحتی حمل کند. سامانه Smart Safety Companion تعبیه شده آن نیز به جلوگیری از صدمات معمول در بلند کردن کمک می‌کند.
Norma Steller، رئیس German Bionic می‌گوید: «این اسکلت بیرونی دارای یک برنامه نرم‌افزاری لحظه‌ای است که در پس زمینه اجرا میشود و می‌تواند به کارگر هشدار دهد که خطر ارگونومیک بیش از حد بالا رفته است. برای نمونه، سفارش به استراحت به دلیل تکرار و فشاری که می‌تواند منجر به آسیب شود».
با توجه به ساعات کار طولانی، این رویکرد برای محیط مراقبت‌های بهداشتی نیز اعمال میشود. Hideyuki Fujisawa، مدیر عامل استارت‌آپ ژاپنی Archelis گفت: «با توجه به اینکه از هر چهار مرخصی پزشکی در ژاپن یکی مربوط به کمردرد است، برخی از بزرگ‌ترین بیمارستان‌ها و تولیدکنندگان اکنون از اسکلت بیرونی Archelis به عنوان نوعی تجهیزات محافظ شخصی استفاده می‌کنند».
جراحان معتقدند استفاده از Archelis راحت و آسان است: «عمل‌های جراحی ما گاهی ۸ تا ۱۲ ساعت طول می‌کشد. خستگی ۱۲ ساعت ایستادن با ۱۲ ساعت نشستن کاملاً متفاوت است».
وزن اضافی افزونه‌های رباتیک
در حالی که بازار اسکلت بیرونی در حال رشد است، هنوز موانعی وجود دارد که توسعه دهندگان این تجهیزات باید پیش از دستیابی به پذیرش گسترده‌تر بر آنها غلبه کنند. نخست، هزینه اسکلت‌های بیرونی می‌تواند مانعی برای ورود باشد. مانند اسکلت بیرونی بالینی Wandercraft که حدود ۱۵۰۰۰۰ یورو قیمت دارد.
سپس وزن خود دستگاه است که می‌تواند یک مانع باشد. Cray X به شکل یک کوله‌پشتی ۷ کیلوگرمی عرضه میشود که ممکن است برای پوشیدن در تمام طول روز کاملاً راحت نباشد. آنها همچنین نیاز به شارژ دارند و Cray X حدود ۳۰ تا ۴۰ دقیقه طول می‌کشد تا سریع شارژ شود. به این معنی که به باتری‌های اضافی یا یک اسکلت بیرونی به عنوان جایگزین در محل کار نیاز است. با توجه به تازگی چنین دستگاه‌هایی، ممکن است چالش‌های پیش‌بینی نشده‌ای نیز وجود داشته باشد.
آیا اسکلت‌های بیرونی، پوشیدنی بعدی ما خواهند بود؟
با این وجود، برخی از این چالش‌ها در حال حاضر در نظر گرفته شده است. برای نمونه، Archelis به برق متکی نیست. بنابراین سبک‌تر است و نیازی به شارژ مجدد ندارد. Innophys مستقر در توکیو نیز اسکلت‌های بیرونی بدون نیاز به منبع انرژی را برای کمک به کارگران با حداقل مانع به کار گرفته است.
در مورد هزینه، با تولید در مقیاس بزرگتر قیمت‌ها هم کاهش می یابند. Wandercraft در حال کار بر روی یک اسکلت بیرونی خانگی است که انتظار دارد قیمت آن بسیار کمتر از مدل‌های بالینی باشد. اسکلت‌های بیرونی مورد استفاده در بیمارستان‌ها باید برای مجموعه‌ای از اندازه‌ها قابل تنظیم باشند اما اسکلت‌های بیرونی شخصی چنین ملاحظاتی ندارند.
>> بررسی فناوری اسکلت بیرونی اندام تحتانی برای توانبخشی راه رفتن
>> اسکلت بیرونی Atalante شخصی میشود
منبع: medicalfuturist.com
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»
