چهارمین همایش سالانه‌ی فناوریهای رباتیک پوشیدنی WearRAcon19، بیست‌وششم تا بیست‌وهشتم مارس در شهر اسکاتزدِیل (Scottsdale) آریزونای آمریکا برگزار شد. این همایش را انجمن فناوریهای رباتیک پوشیدنی (Wearable Robotics Association) برگزار می‌کند. WearRAcon19 بر اسکلت‌های بیرونی و فناوری‌های رباتیک پوشیدنی تمرکز ویژه‌ای دارد. امسال همایش WearRAcon با شعار “کیفیت زندگی خود را بالا ببرید (Elevate Your Life)” و همچنین رژه و نمایش یازده اسکلت بیرونی منحصر به فرد آغاز به کار کرد. در این مقاله از مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی، به سخنرانی‌ها و نشست‌های روز دوم همایش WearRAcon19 می‌پردازیم.

دکتر رابرت راینر : سخنران کلیدی همایش WearRAcon2019

دومین روز همایش با سخنرانی دکتر راربرت راینر (Robert Riener)، استاد آزمایشگاه سامانه‌های حسی حرکتی (Sensory-Motor Systems Lab) دانشگاه فناوری فدرال زوریخ (ETH Zurich) آغاز شد. او در سخنرانی خود بر موضوع مهندسی توانبخشی تمرکز داشت.

سکته‌ی مغزی (stroke) یکی از مشکلات پزشکی در حال افزایش در سراسر جهان است. انتظار این‌که پس از سکته‌ی مغزی با جلسات یک ساعته توانبخشی، افراد بتوانند همه‌ی حرکت‌های فیزیکی را دوباره بیاموزند و اجرا کنند غیر واقع‌بینانه است. اسکلت‌های بیرونی با فراهم کردن زمان بیشتر توانبخشی سکته‌ی مغزی راه حل این مشکل هستند. اسکلت بیرونی به افراد کمک می‌کند تحرک بیشتری داشته باشند و توان حرکتی آن‌ها در زمان کمتر بهبود یابد.

امروزه اسکلت‌های بیرونی و فناوری‌های توانبخشی برای سطوح مختلف ناتوانی حرکتی طراحی شده‌اند. تخت‌های بیمارستانی پیشرفته با شیب قابل تنظیم (Tilt-Table) و همراه با سامانه‌ی مشابه تردمیل (Tilt table stepping robot) برای گام برداشتن بیمار از جمله این فناوری‌ها هستند. به کار بردن این فناوری برای افراد سکته‌ی مغزی از روش رایج تحریک الکتریکی عملکردی عضلات (Functional Electrical Stimulation) بهتر نتیجه می‌دهد.

از سوی دیگر، اسکلت‌های بیرونی برای سطوح دیگر ناتوانی حرکتی نیز طراحی شده‌اند تا توان حرکتی افراد دچار سکته‌ی مغزی بازیابی شود. یکی از انواع اسکلت‌های بیرونی که همراه با سامانه‌ی رباتیک و حسگرها به صورت یک اسکلت بیرونی ثابت طراحی شده است Lokomat ساخت شرکت بزرگ سوییسی Hocoma AG است. با کمک اسکلت بیرونی Lokomat و واقعیت مجازی، تمرین‌های توانبخشی انجام می‌شود.

اسکلت‌های بیرونی نرم و سخت

اسکلت بیرونی باید نرم باشد یا سخت؟ پاسخ به این پرسش به کاربرد اسکلت بیرونی وابسته است. اسکلت‌های بیرونی سخت به طور معمول بزرگ و سنگین وزن هستند. اسکلت‌های بیرونی نرم نیروها را به استخوان و عضلات بدن انتقال می‌دهند. یکی از اهداف اسکلت بیرونی این است که افرادی که از ویلچر استفاده می‌کنند بتوانند در مکانهایی که حرکت با صندلی چرخدار مشکل است با کمک اسکلت بیرونی به کارهای خود رسیدگی کنند.

کاربرد اسکلت بیرونی تعیین‌کننده ‌ی نوع طراحی آن است. اسکلت بیرونی که برای راه رفتن طراحی می‌شود با اسکلت بیرونی که برای ایستادن طراحی می‌شود متفاوت هستند. اگر هدف راه رفتن با سرعت کم باشد می‌توان محل قرارگیری باتری‌ها و موتورها و سامانه‌ی کنترلی را در بخش پایینی پا تعبیه کرد. اگر هدف راه رفتن با سرعت زیاد باشد نمی‌توان بخش‌های سنگین را روی پا قرار داد بلکه بهتر است همانند کوله پشتی بر پشت کمر قرار گیرند. عصاهای تله متری (telemetric crutch) نیز می‌توانند اطلاعات پزشکی راه رفتن فرد بیمار را با کمک حسگرها ثبت کنند. شرکت سوئیسی MyoSwiss AG یکی از شرکت‌های استقلال‌یافته‌ی آزمایشگاه SMS Lab دکتر رابرت راینر است که تاکنون ده محصول اولیه توسعه داده است.

برگزاری نشست‌های همایش WearRAcon19 با دو رویکرد پزشکی و صنعتی

از دیگر سامانه‌های پوشیدنی که در همایش امسال حضور داشتند می‌توان صندلی نامرئی (chairless chair)، دستکش‌های رباتیک، اسکلت بیرونی رباتیک زانو، فناوری‌های پوشیدنی پشتیبان کمر و کتف را برشمرد. تعدادی غرفه نیز شامل موتورها و حسگرهای مناسب فناوری‌های پوشیدنی بودند.

با وجود این‌که موضوع اصلی نشست‌ها و پرسش و پاسخ‌ها، پیرامون فناوری‌های پوشیدنی کمکی و توان‌افزا بودند اما به موضوع‌های متنوع همچون حریم شخصی و امنیت داده‌های جمع‌آوری شده از حسگرهای دستگاه‌ها، افزایش تقاضای فناوری‌های پوشیدنی توان‌افزا نیز پرداخته شد. در ادامه، تعدادی از نشست‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند:

ارزیابی کمّی تاثیر به کارگیری اسکلت بیرونی در کارخانه‌های خودروسازی

Jason Gillette، استاد دانشکده حرکت‌شناسی (Kinesiology) دانشگاه ایالتی آیووا (Iowa) و Terry Butler، مدیرعامل شرکت مشاوره مدیریت Lean Steps Consulting به ارزیابی یک اسکلت بیرونی صنعتی با قابلیت حسگری EMG و سامانه‌ی مبتنی بر دوربین از نظر ارگونومیک پرداختند. Jason Gillette وظایف یک محیط کار را با وجود اسکلت بیرونی پشتیبان کمر و بدون وجود آن مورد بررسی قرار داد.

سیگنال الکترومیوگرافی EMG برای مقایسه با ظرفیت ماهیچه‌ای کاربر ثبت می‌شود. با کمک این اطلاعات معیار خطر خستگی بیش از حد (fatigue risk value) به صورت کمی محاسبه می‌شود. هرچه این مقدار بیشتر باشد، احتمال خستگی و آسیب ناشی از کار بیشتر است. با جمع‌آوری اطلاعات این معیار در وظایف مختلف محیط کار، وظایفی که احتمال خستگی و آسیب ناشی از کار بیشتر است شناسایی خواهند شد.

گروه دکتر Jason Gillette با بررسی ۱۰ نوع وظیفه‌ی مختلف نیروی کار در محیط کارخانه‌های خودروسازی از جوشکاری تا نقاشی خودرو، نتایج جالبی را درباره‌ی تاثیر اسکلت بیرونی بر کیفیت کار پیدا کردند. با به کارگیری اسکلت بیرونی صنعتی در ۶ نوع وظیفه‌ی مختلف کارخانه‌ی تولید ماشین‌آلات سنگین جان دیر (John Deere) مقدار معیار خستگی مفرط به طور قابل توجهی کاهش یافت.

خستگی و فشار کار برخی از وظایف ساخت و ساز به اندازه‌ی وظایف کارگران در صنایع خودروسازی برآورد شده است. برای بررسی این موضوع، معیار خستگی مفرط و آسیب ناشی از کار اندازه‌گیری می‌شود. انجمن متخصصان بهداشت صنعتی آمریکا (ACGIH) نموداری از خستگی موضعی اندام بالاتنه (Upper Limb Localized Fatigue) در هنگام اجرای کار بر حسب مدت زمان قرارگیری در این وضعیت را منتشر کرده است. همچنین با کمک سامانه‌های مبتنی بر دوربین، خطرهای ارگونومیکی به صورت کمّی برای هر وظیفه به دست می‌آید. در پایان، وظایف بر اساس معیارهای خطرهای ارگونومیکی دسته‌بندی می‌شوند. اگر برای کاهش خطر ارگونومیکی، امکان تغییر مهندسی و ساختاری وجود نداشته باشد، به کارگیری اسکلت‌های بیرونی توان‌افزا و پشتیبان کمک‌کننده خواهد بود و خطر ارگونومیکی را کاهش می‌دهند.

سامانه‌ی GoX Studio : اینترنت اشیا برای همه

اسکلت‌های بیرونی مبتنی بر حسگرها می‌توانند اطلاعات را جمع‌آوری کنند. نخستین مانع دستگاه‌های مبتنی بر حسگر و جمع‌آوری داده، از دست دادن حریم شخصی است. ناشناس باقی ماندن داده‌ها یکی از راه‌های مقابله با این مشکل است. حسگرهای پوشیدنی برای بهبود فناوری اسکلت بیرونی مهم هستند چرا که کاربردهای قابل توجهی در حوزه مدیریت خطر و سلامت نیروی کار دارند. فناوری‌های پوشیدنی توانایی ردیابی خطرهای ارگونومیک مشاغل را دارند. برای نمونه اگر بلند کردن اشیا توسط کارگر باعث خطر آسیب‌دیدگی شود به او هشدار داده شود. آزمایشگاه GoX LABS بر فناوری‌های پوشیدنی و سامانه‌های حسگری با هدف بهبود عملکرد نیروی کار تمرکز دارد.

در همین زمینه بخوانیم:

>>WearRAcon19 : گزارش روز نخست همایش فناوریهای رباتیک پوشیدنی ۲۰۱۹
>>WearRAcon19 : گزارش روز سوم همایش فناوریهای رباتیک پوشیدنی ۲۰۱۹
>>معرفی شرکت های اسکلت بیرونی کشور سوئیس

منبع: exoskeletonreport

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