دست مصنوعی شرکت Open Bionics

بازی‌های المپیک در ریو به پایان رسیده اما ورزشکاران سراسر جهان در حال آماده سازی برای نوع جدیدی از رقابت‌ها هستند. Cybathlon، که با عنوان المپیک سایبورگ‌ها شناخته می‌شود، ۸ اکتبر در ورزشگاه SWISS Arena در کلوتن سوئیس برگزار می‌شود. تمرکز این بازی‌ها بر روی پیشرفت فناوری در صنعت پروتز و در بهبود زندگی افراد معلول است. در این رقابت‌ها از دستاوردهای بشر در فناوری، گروه‌هایی که به این نوآوری‌ها دست پیدا کرده‌اند و ورزشکارانی (یا کاربرانی) که از آنها بهره می‌برند تجلیل می‌شود. در رقابت‌های Cybathlon کارهای روزمره مورد آزمایش قرار می‌گیرد. این رقابت‌ها باعث بالا بردن سطح آگاهی مردم در مورد رباتیک و مشکلات آن می‌شود. امید است دستگاه‌هایی که در بازی‌ها آزمایش می‌شوند موجب سرعت بخشیدن به توسعه فناوری شوند و در نهایت در دسترس همه مردم جهان قرار گیرند.

این ما را به فکر واداشت تا اینجا در مورد فناوری‌های آینده که آغاز آنها امروز است صحبت کنیم. برای نمونه، اخیراً پژوهش‌هایی در مورد دستگاه‌های کنترل مغز و ترکیب آن با واقعیت مجازی که می‌تواند به بیماران معلول در حس و حرکت اندام‌ها کمک کند و یا پروتز دست و بازخورد حسی آن که به افراد قطع عضو توانایی لمس اشیا را می‌دهد، انجام شده است. نه تنها این پیشرفت‌ها باعث بهبود زندگی افراد معلول می‌شود بلکه برخی از فناوری‌ها (مانند پیشرفت در اسکلت بیرونی) می‌تواند مانع از آسیب دیدن حین انجام ورزش یا کار شود.

در این میزگرد ما در مورد چگونگی پیشرفت پروتز و کمک به تکامل ورزش، اهمیت اسکلت بیرونی که امروزه استفاده می‌شود و مشکلاتی که حین آزمایش پیشرفت‌های جدید بوجود می‌آید بحث می‌کنیم. این میزگرد چهره‌های خاصی دارد: Sabine Hauert، Kassie Perlongo، Ioannis Erripis، Frank Tobe، Maciej Pietrusinski و Samantha Payne که طیف وسیعی از دیدگاه‌های دانشگاه، پژوهش، کسب و کار و عموم مردم را فراهم می‌آورند.

چیزی تا آغاز Cybathlon در ماه اکتبر نمانده است. ورزش‌های آینده چگونه خواهند بود؟

Sabine Hauert مدیر Robohub می‌گوید: «Cybathlon یک رقابت هیجان انگیز است. این رقابت نشان می‌دهد که چگونه رباتیک می‌تواند برای افراد معلول مفید باشد. من فکر می‌کنم هدف این رقابت بهبود عملکرد انسان یا فراهم آوردن قدرتی فراانسانی نیست».

سامانتا از بنیانگذاران Open Bionics می‌گوید: «Cybathlon جایی است که از پیشرفت‌های فناوری‌ کمکی تجلیل می‌شود و همزمان کاستی‌های آن نیز برجسته می‌شود. این رقابت عموم مردم را از مشکلات حرکتی که افراد هر روز با آن مواجه هستند و مشکلات مهندسانی که برای حل آنها تلاش می‌کنند آگاه می‌کند. من فکر می کنم این مهم است که پژوهش‌ها، مهندسی و هزینه‌ای که برای ایجاد این دستگاه‌های کمکی صرف می‌شود را به خاطر داشته باشیم. در حالی که قابلیت‌ این دستگاه‌ها ممکن است محدود به نظر رسد اما آنها در واقع بهبود گسترده‌ای هستند و بینش بزرگی در مورد آنچه در آینده به وجود خواهد آمد به ما می‌دهد.»

طبق گفته‌های سامانتا، ایجاد دستگاه‌های رباتیک برای تغییر زندگی زمان می‌برد. سرمایه گذاری، تحقیق و توسعه و تعداد بسیار آزمایش‌ها همه زمان‌بر است. این فوق‌العاده است که همه در مورد فناوری‌های روز دنیا آگاهی پیدا کنند؛ من فکر می‌کنم گاهی اوقات بیشتر مردم دست رباتیک و اسکلت بیرونی را به فیلم‌هایی مانند ترمیناتور مربوط می‌کنند.

Kassie Perlongo، مسئول ویراستاری در Robohub می‌گوید: «موضوع دیگر این است که آیا استفاده از اسکلت بیرونی مزیتی ناعادلانه برای شرکت کنندگان در یک رقابت ورزشی است، چگونه می‌توانیم مطمئن شویم که همه در یک زمینه مشابه رقابت می‌کنند؟ من می‌توانم ببینم که چگونه این فناوری می‌تواند به بازیکنان مصدوم کمک کند و یا به طور قابل ملاحظه‌ای زمان بهبودی را کاهش دهد.»

Audrow Nash، کارگردان پادکست Robohub می‌گوید: «در مصاحبه اخیر پادکست با Hugh Herr، او از یک نوع اسکلت بیرونی در آینده خبر داد که توانایی انجام فعالیت‌های ورزشی با قابلیت بسیار و بدون خطر آسیب را دارد».

طبق گفته‌های Hugh Herr: «دنیایی را تصور کنید که در آن ورزشکاران برتر هرگز صدمه نبینند. آنگاه عملکرد ورزشی به بالاترین سطح خود می‌رسد چون آنچه اغلب باعث کاهش عملکرد می‌شود آسیب و دوره نقاهت بعد از آسیب است»

امروزه فناوری در چه سطحی است، چه چیزی را به خوبی انجام می‌دهیم و انجام چه چیزی هنوز دشوار است؟

سامانتا می‌گوید: «بسیاری از مردم هنگامی که در مورد اسکلت بیرونی فکر می‌کند چیزی که به ذهن آنها می‌رسد لباس‌های رباتیکی است که در فیلم کمیک مارول یافت می‌شود. واقعیت این است که با اسکلت بیرونی ما فقط سطحی از این فناوری را دیده‌ایم. اسکلت‌های بیرونی ممکن است در حال حاضر بزرگ و سنگین بنظر برسند اما در آینده نزدیک می‌توانند تبدیل به یک لباس ظریف شوند.

جالب است که طراحان این دستگاه‌ها همیشه در حال مصالحه هستند. در حالت ایده‌آل، یک لباس رباتیک باید سبک، قوی، انعطاف پذیر، سریع و مقرون به صرفه باشد. اما در حال حاضر این واقع بینانه نیست. اگر شما یک دستگاه رباتیک قوی می‌خواهید نیاز به موتور مناسب دارید که سنگین‌تر و گران قیمت‌تر هستند. اگر شما موتور قوی بخواهید نیاز به نیروی مناسب دارید اما باتری‌ها نیز سنگین هستند، حجم زیادی دارند و برای مدت طولانی انرژی را نگه نمی‌دارند. بنابراین لباس نمی‌تواند سبک باشد. پس اسکلت بیرونی نهایی وابسته به پیشرفت فناوری‌های دیگر است».

Audrow می‌گوید: «در بخش عمومی، این فناوری‌ها توسط بازار هدایت می‌شوند. افراد ثروتمند جهان بیشتر سالخورده هستند و این توسعه دستگاه‌های کمکی را کنترل می‌کند و دستگاه‌هایی توسعه می‌یابد تا به نگهداری و بازیابی قدرت استقلال و حرکت آنها کمک کند.

همچنین، شرکت‌های تولیدی بزرگ مانند بوئینگ برای کارآمد کردن کارگران خود علاقه‌مند به اسکلت بیرونی هستند. من فکر می‌کنم که این قابلیت‌ها باعث بهبود فناوری می‌شود و به اسکلت بیرونی اجازه ورود به بازارهای دیگر مانند تناسب اندام و سلامت را می‌دهد.»

طبق گفته‌های Hugh Herr در پادکست: «من مطمئن هستم که برای فناوری محدودیتی وجود ندارد. مشکل در طراحی و معماری است. تعامل انسان و ماشین چیزی ناشناخته است بنابراین قرار دادن یک ساختار مصنوعی روی انسان و وفق دادن کنترل آن با بهینه‌سازی‌ ماشین و انسان، انتقادی مهم به آینده این بخش از طراحی است. تصور کنید شما را در یک دستگاه قرار دهند و شما تنها شروع به راه رفتن و دویدن کنید و دستگاه رفتارش را برای بهبود عملکرد شما و خود تنظیم کند.

تعریف من از اسکلت بیرونی، دستگاهی است که به بدن متصل و موجب تقویت فیزیکی می‌شود. منظور من از تقویت، توانایی‌هایی فراتر از یک انسان عادی و سالم است. کلمه ارتز یک اصطلاح پزشکی برای یک ربات است که به بدن متصل می‌شود و فرد معلول را قادر می سازد که به طور طبیعی حرکت کند. اسکلت‌های بیرونی، دستگاه‌های پوشیدنی برای تقویت هستند.»

Frank Tobe ویرایشگر Robot Report می‌گوید: «بازار تقویت کارگران خیلی پررونق‌تر از توانبخشی معلولان است، دستکش‌ها به تنهایی می‌توانند در آینده نزدیک یک کسب و کار چند میلیارد دلاری باشند.

برای مثال جنرال موتورز که در تلاش برای انطباق دست ناسا روبونات خود برای کمک به کارگران کارخانه است با شرکت فناوری BioServo که یک دستکش درمانی را توسعه می‌دهد همکاری می‌کنند تا یک دستکش برای کارگرانی که به طور منظم اشیا را چنگ می‌زنند فراهم آورند. بسیاری از سازندگان دستکش‌های دیگر نیز در حال انجام چنین کاری هستند. مثال دیگر این است که وزارت بهداشت ژاپن از طریق Cyberdyne و دیگر سازمان‌ها‌ در تلاش برای توانمندسازی سالمندان با اسکلت بیرونی برای کمک به باغداری آنها (چمباتمه زدن، زانو زدن و بلند کردن اجسام) و حرکت کردن با اسکلت غیرپزشکی نسبی هستند. بسیاری از آزمایشگاه‌های دانشگاه در حال کار بر روی این تغییرات هستند.»

سامانتا می‌گوید: «چیز دیگری که باید به یاد داشته باشید نفعی است که این وسایل کمکی برای مردم بیرون از این رقابت دارد. تنها به این دلیل که در رقابت‌ها فردی با استفاده از دست مصنوعی در دنبال کردن سیم با شکست مواجه شده به این معنا نیست که این دست نتواند برای کارهای خانه، آشپزخانه، مدرسه و یا محل کار استفاده شود. در Cybathlon به این دستگاه‌ها فشار زیادی وارد می‌شود و این مقیاس خوبی برای مفید بودن یک دستگاه نیست و یا تأثیر روانی که این دستگاه‌ها برای کاربران فراهم می‌آورند، هیچ مقیاسی برای اندازه گیری مقدار اعتماد به نفس فراهم آمده وجود ندارد.»

آیا این فناوری‌ها برای تقویت انسان است و یا واقعاً برای توانمندسازی افراد معلول و ضعیف استفاده می‌شود؟

Maciej Pietrusinski، مدیر و بنیانگذار AndrosRobotics می‌گوید: «من درک نمی‌کنم بهبود استقامت چگونه به مردم قدرت فوق العاده می‌دهد. ما در حال حاضر نمونه‌هایی از اسکلت بیرونی داریم که به مردم توانایی ۱۵۰ کیلومتر دوچرخه‌سواری بدون فشار روی بدن و آسیب را می‌دهد.

یک اسکلت بیرونی زمانی که بدن آسیب دیده توانایی عملکرد سریعتری را فراهم می‌کند. استخوان‌های ما زمانی که تحت فشار بیشتری باشند قوی‌تر می‌شوند و به تبع آن و با رشد ما ماهیچه‌ها نیز قوی‌تر می‌شوند و این به معنی سرعت و قدرتی فراانسانی هنگام آسیب است. پس کاربرد بهتر برای اسکلت بیرونی تقویت معلولان است».

سامانتا می‌گوید: «این فناوری‌ها در مورد بازگرداندن قابلیت به بدن انسان است. ابزار رباتیک طراحی شده برای استقلال بیشتر و کیفیت بالاتر زندگی افراد با توانایی‌های متفاوت است. با این حال برخی از این دستگاه‌ها فراتر از توانایی‌های بدن انسان هستند. برای مثال، برخی از دست‌های بیونیک در Cybathlon قادرند مچ خود را ۳۶۰ درجه بچرخانند. این زمینه‌ای جالب از تقویت و نشان دهنده اعضای مصنوعی آینده است که چیزی فراتر از صرفاً بازگرداندن عملکرد هستند.»

ملیسا لومیس که از ناحیه دست دچار قطع عضو است در مصاحبه‌ای در Motherboard اظهار داشت: چیزی که من می‌خواهم بازگرداندن عملکرد و زندگی با دو دست طبیعی است. فناوری ظاهر شده در این زمینه‌، اندام مصنوعی ماژولار (MPL) نامیده می‌شود و سیگنال‌های سیستم عصبی و حرکتی بدن را تفسیر و تبدیل می‌کند. وقتی MPL با یک شی تعامل می‌کند، سیگنال بیش از ۱۰۰ حسگر به مغز فرستاده می‌شود و به این شکل حس لامسه ایجاد می‌شود. دست می‌آموزد آنچه را که می‌خواهید انجام دهید درک کند و در طرف مقابل شما هم یاد می‌گیرید که چگونه دست را کنترل کنید.

چه مراکز تجاری برای این فناوری وجود دارد؟

Frank Tobe یک فهرست از شرکت‌هایی که در زمینه پروتز داد و ستد دارند را فراهم آورده است:

Axo Suits (RO)

Bama Teknoloji (TR)

BiOM Personal Bionics (prev iWalk)

Bionik Labs (CA)

BioServo Technologies

Catholic University of America

Cyberdyne Inc. (JP)

Dexta Robotics (CN)

Ekso Bionics

Equipois (acq by Granite State Mfg)

ExoAtlet (RU)

Handy Hand GmbH

Horus Technology (IT)

Integrum AB (SE)

Iuvo S.r.l. (IT)

Kubota (JP)

Marsi-Bionics (ES)

MedicoRobotics (TH)

Neofect (KR)

Noonee (CH)

Parker Corp (prev Parker Hannifin)

Prensilia s.r.l. (IT)

Rays of the Rising Sun Electric (JP)

RB3D (FR)

ReWalk Robotics (prev Argo Med Tech) (IL)

Rex Bionics

Rise Robotics

RSLSteeper (bebionic)

Sarcos

SensArs (CH)

SpringActive

Technaid S.L. (SP)

US Bionics (suitX)

Wandercraft SAS (FR)

Wearable Robotics srl (IT)

ما فکر می‌کنیم که بخش‌های صنعتی، بهداشت و درمان، توانبخشی، معلولیت، نظامی، سرگرمی (ورزشی) و خدمات (اجاره اسکلت بیرونی برای کمک در خانه) همه‌ی زمینه‌هایی است که می‌تواند برای کاربرد و پیشرفت پروتز و به ویژه اسکلت بیرونی در نظر گرفته شود.

منبع: robohub