Alan Asbeck استادیار دانشکده مهندسی مکانیک موفق به کسب جایزه بیناد علوم ملی برای توسعه کسب و کار در ابتدای فعالیت، National Science Foundation Faculty Early Career Development (CAREER) award شد. این جایزه برای ساخت نوع جدیدی از اسکلت بیرونی پایین تنه به وی تعلق گرفت. با این اسکلت بیرونی Alan و گروهش روی نحوه راه رفتن انسان و تطبیق راه رفتن با کمک اسکلت بیرونی مطالعه خواهند کرد. در ادامه این مقاله از مجله فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی به معرفی این اسکلت بیرونی خواهیم پرداخت.

اسکلت‌های بیرونی توانایی‌های جدیدی را به کاربر خود هدیه می‌دهند. این ادوات به کاربر در بازیافت توانایی بدنی نیز کمک می‌کند. اسکلت‌های بیرونی با کمک محرک‌ها یا فنر نیرویی اضافه به کاربر می‌دهد تا بتواند راحت‌تر حرکت کند، اموری مانند بلند کردن و جابه‌جایی بارهای سنگین را بهتر انجام دهد و … . Asbeck کمی کمتر از یک دهه است که در این عرصه فعالیت می‌کند. وی همکاری با Lowe برای ساخت یک لباس بیرونی خانگی را در کارنامه خود ثبت کرده است.

برتری طرح Asbeck نسبت به سایر اسکلت های بیرونی پایین تنه

وی برای کسب جایزه CAREER رهیافتی نو برای ساخت اسکلت‌های بیرونی کمکی ارائه کرد. به صورت معمول اسکلت‌های بیرونی قسمت‌هایی سخت دارند که به پاها بسته می‌شوند. در قسمت مفاصل عملگرهای این وسیله گشتاور لازم برای حرکت را ایجاد می‌کند. برای اینکه این وسیله مانع حرکت نشود و حرکت را ساده‌تر سازد، همواره تولید گشتاور درست لازم است. در بدترین شرایط، گشتاور یا نیروی نادرست سبب افتادن و از دست دادن تعادل فرد می‌شود.

Asbeck و همکارانش در این طرح، به جای بستن اسکلت بیرونی به پاهای کاربر، روشی انتخاب کردند که به پاهای کاربر اجازه دهد آزاد باشد. این اسکلت بیرونی پاها و میان تنه کاربر را به بالا هل می‌دهد و مفاصل کاربر را تحت تاثیر قرار نمی‌دهد. بنابراین مفاصل آزاد خواهند بود. این اسکلت بیرونی تنها باید نیروی بین پاها و زمین را شبیه‌سازی کند. تقلید از این نیرو بسیار ساده‌تر از ایجاد گشتاور مناسب برای مفاصل است. برای ساده‌تر کردن هرچه بیشتر مساله، این وسیله این نیرو را تنها با یک موتور برای هر پا ایجاد می‌کند.

Asbeck امیدوار است که این اسکلت بیرونی امیدبخش باشد و به افراد کمک کند مسافت‌های بیشتری را راه بروند. به گفته او سادگی این وسیله می‌تواند آن را به گزینه‌ای خوب برای کارهای متفاوت تبدیل کند.

جزئیات مطالعه راه رفتن با اسکلت بیرونی Asbeck

گروه برای درک شیوه راه رفتن انسان، آزمایش‌هایی را انجام خواهد داد. آنان در پی نحوه تطبیق کاربران با نیروهای خارج بدن خود هستند. همچنین قصد دارند در هر حالت احتمال زمین خوردن فرد را شناسایی کنند.

حسگرهای داخلی این اسکلت بیرونی حرکات کاربر را شناسایی می‌کند. سپس نیروهای دستگاه با اطلاعات حسگرها به روز می‌شود. سپس دینامیک تعادل طی راه رفتن فرد تعیین می‌شود. این دینامیک شامل انواع عواملی است که در راه رفتن روی پستی و بلندی تغییر می‌کنند.

درک اینکه بدن انسان چگونه به نیروی بیرونی واکنش نشان می‌دهد برای یافتن روش‌های حفظ تعادل بدن هنگام راه رفتن با اسکلت بیرونی پایین تنه مهم است. به این شکل گروه می‌توانند احتمال افتادن را به حداقل برسانند.

سایر فعالیت های گروه Asbeck

افزون بر ساخت اسکلت بیرونی جدید و انجام پژوهش با آن، گروه Asbeck برای آموزش به عموم نیز تلاش می‌کنند. آنان یک کانال ویدیویی برای بحث در مورد اسکلت بیرونی، رباتیک و جذب دانش‌آموزان از طریق کارگاه‌های بیومکانیک و کنترل اسکلت بیرونی دارند. این برنامه با کمک Center for the Enhancement of Engineering Diversity اجرا خواهد شد.

دستکش های چاپ سه بعدی برای توانبخشی بیماران سکته مغزی
رونمایی از نخستین اسکلت بیرونی رباتیک سازگار ​​برای کودکان

منبع: viginia tech