جدیدترین پژوهش‌ها در حوزه اسکلتهای بیرونی اهمیت آموزش را نشان می‌دهد. به گفته پژوهشگران کاربرد اسکلتهای بیرونی برای کمک به افزایش سرعت در راه رفتن و راحتی کاربر در هنگام دویدن است. با این حال آنها نمی‌دانند دقیقا چه چیزی اسکلتهای بیرونی را موثر می‌کند. به عنوان مثال، سفارشی سازی چقدر سودمند است؟ و عادت کردن به اسکلت بیرونی چقدر اهمیت دارد؟ این سوالات را در ادامه مقاله بررسی خواهیم کرد. با مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.
Katherine Poggensee، یکی از اعضای سابق آزمایشگاه بیومکاترونیک دانشگاه Stanford، میگوید: «مردم در یادگیری کارهای جدید شگفت انگیز هستند و بنابراین با ایجاد فرصت خود آموزی برای آنها، می‌توانند مزایای زیادی از دستگاه‌های ما ببرند. »
برای کشف رازهای موفقیت اسکلت بیرونی، Pogensee و Steve Collins، دانشیار مهندسی مکانیک و سرپرست آزمایشگاه بیومکاترونیک، پیشرفت ۱۵ نفر در حالی در نظر گرفتند که یک شبیه‌ساز اسکلت بیرونی به مچ پای آنان متصل شده بود.. این دستگاه به کفش و اطراف ساق پاهای فرد متصل می‌شود و از اسکلت بیرونی تقلید می‌کند، اما امکان سفارشی سازی و تنظیمات دقیق از طریق کنترلرهای آزمایشگاهی ویژه برای آن فراهم است.
این افراد پیش از این هرگز از اسکلت بیرونی استفاده نکرده بودند، اما در حالی که همه آنها آموزش دیده بودند، رویکردهای مختلفشان نتایج بسیار متفاوتی را به همراه داشت.
شرکت‌کنندگانی که بهینه‌ترین شرایط تمرینی را دریافت کردند، هنگام راه رفتن با اسکلت بیرونی کمکی، نسبت به اسکلت بیرونی غیر فعال، ۴۰ درصد انرژی کمتری مصرف کردند. پژوهشگران بر اساس مطالعه جدیدی در Science Robotics، تشخیص دادند که حدود نیمی از مزایای کلی اسکلتهای بیرونی با آموزش محقق می‌شود.
کالینز از تجربه خود در استفاده از اسکلتهای بیرونی به عنوان یک دوچرخه سوار میگوید:« ما باید واقعاً به افراد آموزش دهیم، هنگامی که نحوه انجام آن را به خوبی یاد گرفتید، می‌توانید اسکلتهای بیرونی را بپوشید و شروع به راه رفتن کنید و این کار آسان است. اما متخصص شدن در آن کمی طول می‌کشد.»
آموزش و سفارشی سازی اسکلت بیرونی
پژوهشگران بر روی سه سوال اصلی تمرکز کردند: آیا می‌توانیم به افراد فقط با دادن یک وسیله و راه رفتن طولانی مدت نحوه استفاده از اسکلتهای بیرونی را آموزش دهیم؟ آیا اگر افراد را در معرض حرکات مختلف اسکلتهای بیرونی قرار دهیم، می‌توانیم به آموزش سریع‌تر آنها کمک کنیم؟ و هنگامی که افراد به طور کامل آموزش دیدند، چگونه کنترل شخصی اسکلت بیرونی بر عملکرد آنها تأثیر می‌گذارد؟
پژوهشگران شرکت کنندگان را در سه گروه اصلی قرار دادند که هر کدام پنج روز آموزش را تجربه کردند. یک گروه از شبیه ساز اسکلت بیرونی کمک‌های عمومی دریافت کردند (بر اساس آنچه در گذشته به شرکت کنندگان کمک میکرد)، گروه دوم بهینه سازی مداوم دستگاه برای نیازهای خاص خود در طول مطالعه، و گروه سوم نوعی بهینه سازی را تجربه کردند که هر روز بازتعریف می‌شد.
نتایج آزمایش سنجش عملکرد اسکلت بیرونی در Stanford
همانطور که انتظار می‌رفت، شرکت‌کنندگان در گروه بهینه‌سازی مستمر بیشترین کاهش را در مصرف انرژی مشاهده کردند و به دلیل اینکه در معرض انواع مختلفی از رفتار اسکلت بیرونی قرار گرفتند، سریع‌تر به آن مزایا دست یافتند. Pogensee میگوید: «آنچه ما انتظار نداشتیم این بود که مردم چقدر خوب عمل کردند. »
افراد در سودمندترین گروه یعنی گروهی که در آن بهینه سازی مداوم و قرار گرفتن در معرض انواع حرکات انجام می‌شد، ۴۰ درصد انرژی کمتری مصرف کردند. (و بسیاری از شرکت کنندگان حتی متوجه نشدند که اسکلت بیرونی چقدر کمک می‌کند تا زمانی که به راه رفتن در حالت خاموش آن بازگشتند.). با مقایسه همه آزمایش‌ها، پژوهشگران دریافتند که دلیل حدود نیمی از این پیشرفت‌ها آموزش و حدود یک چهارم به دلیل سفارشی‌سازی است. Pogensee میگوید: « این سفارشی‌سازی احتمالاً برای افرادی که مشکلات حرکتی دارند مهم‌تر خواهد بود. »
شگفتی دیگر مدت زمانی است که طول کشید تا شرکت کنندگان به “متخصص” تبدیل شوند. متخصص شدن از نظر پژوهشگران نقطه‌ای است که در آن بهینه سازی انرژی کاربر افزایش می‌یابد. این کار در شبیه سازهای اسکلت بیرونی حدود دو ساعت طول کشید که معادل پنج مایل پیاده روی است. این بازه زمانی ممکن است طولانی به نظر نرسد، اما یک تعهد اساسی برای مطالعات آزمایشگاهی است.
نظرات طراحان آزمایش اسکلت بیرونی مچ پا
Steve Collins، که یکی از اعضای هیئت علمی موسسه هوش مصنوعی انسان محور (HAI که بودجه این پژوهش را تامین کرده است) در Stanford هم هست میگوید: «برای محصولات آینده انتظار داریم، که کاربران در طول هفته آینده پیشرفت قابل توجهی در کار با دستگاه داشته باشند. اما اگر واقعاً بخواهیم بفهمیم که مردم چگونه به برخی از دستگاه‌های جدید در آزمایشگاه واکنش نشان میدهند، به پروتکل‌های طولانی نیاز داریم.»
این پژوهش به درک بهتری از ارزش آموزش اشاره می‌کند، از جمله اینکه مردم چگونه به وسایل حرکتی عادت می‌کنند و چگونه میتوان آموزش را بهبود بخشید.
Pogensee میگوید: «یک نکته مهم برای من این است که باید به شرکت‌کنندگان اجازه دهیم پژوهش ما را هدایت کنند. ما باید به آنها زمان بدهیم تا عملاً نحوه استفاده از دستگاه را یاد بگیرند تا در هیچ یک از یادگیری ها تداخل نداشته باشیم.»
ضرورت بررسی سازگاری اسکلت بیرونی با بدن
پژوهشگران متوجه شدند روند پیشرفت شرکت‌کنندگان پس از ده‌ها ساعت تمرین، همچنان آهسته است. برای اینکه کاربران بیشترین بهره را از اسکلتهای بیرونی ببرند، ممکن است لازم باشد تا محققان چگونگی سازگاری بدن افراد با دستگاه را بررسی کنند. به عنوان مثال، نحوه تقویت عضلات برای استفاده بهتر از دستگاه.
در حال حاضر، کالینز و آزمایشگاهش در حال بررسی چگونگی تسریع در کسب تخصص شرکت کنندگان هستند، از جمله این راهکارها، همکاری با Emma Brunskill دانشمند کامپیوتر دانشگاه Standford است. او شدیدا نسبت به پتانسیل بالای اسکلتهای بیرونی برای تبدیل شدن به وسیله‌ای روزمره در زندگی بسیاری از مردم خوش‌بین است.
Collins میگوید: «اسکلتهای بیرونی در راه هستند. آنها زندگی شما را بهبود خواهند بخشید و وقتی به آنها عادت کنید، ممکن است وجودشان را احساس نکنید.”
The National Science Foundation and the Stanford Human-Centered Artificial Intelligence Grant Program این پروژه را تامین مالی کردند.
اسکلت بیرونی Autonomyo برای بهبود توانبخشی پس از سکته
کاربرد فناوری های نوین در بهبود خدمات بهداشت و درمان
منبع: nextgov
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
