این اسکلت پوشیدنی نرم از ترکیبی از حسگرهای گوناگون بهره می‌برد. این حسگرها شامل یک فشار سنج انعطاف‌پذیر (۱) و حسگرهایی پیرامون ران، ساق پا و قوزک پا (۲) – (۵) است که همگی با تسمه‌هایی محکم شده‌اند. یک پوستۀ نرم همۀ حسگرها و تسمه‌ها را می‌پوشاند (۶).

دهها سال است که مهندسان برای افزایش قدرت و چالاکی بدن انسان و محافظت در برابر آسیبها و فشارهای خارجی، اسکلتهایی خارجی با چارچوبهای ساخت می‌سازند. در سالهای اخیر برخی از این سامانه‌ها به حدی از پیشرفت رسیده‌اند که توانسته‌اند قابلیت خود را برای تجاری شدن و کمک به بیماران آسیبهای نخاعی در راه رفتن یا کمک به سربازان در جابجایی بارهای سنگین به خوبی نشان دهند. در این سامانه‌ها معمولاً یک ساختار اسکلت بیرونی به شکل موازی با اسکلت داخلی فرد وجود دارد که در نقاط خاصی با تسمه‌ها یا طنابهایی به بدن وی وصل می‌شود. این دستگاهها برای کمک به حرکت مفصلها از موتورهای الکتریکی یا مواد انعطاف‌پذیر بهره می‌برند و در نتیجه توان انسان را افزایش می‌دهند. با این حال اسکلتهای بیرونی معمولاً به کاربر اجازۀ حرکت آزادانۀ مفاصل را نمی‌دهند و افزون بر این معمولاً سنگین هستند و همین مسأله می‌تواند موجب خستگی کاربر شود.

راهکار مؤسسۀ Wyss

مؤسسۀ Wyss برای کاربرد خاصی از اسکلتهای بیرونی راهکار ویژه‌ای اندیشیده است. هنگامی که کاربر تنها نیاز به کمکی جزیی از ربات دارد می‌تواند از نوعی اسکلت بیرونی نرم که مانند لباس بر تن فرد پوشیده می‌شود (exosuit) استفاده کند. اسکلت بیرونی نرم هیچ گونه عنصر سختی ندارد. بنابراین ساختار اسکلتی کاربر باید بتواند افزون بر نیروهایی که بدن به آن وارد می‌کند، نیروهای ایجاد شده از سوی اسکلت بیرونی پوشیدنی را نیز تحمل کند. این ساختار پوشیدنی که بخش عمدۀ آن از نوعی بافت ویژه ساخته شده است، بسیار سبکتر از یک اسکلت بیرونی عادی است. زیرا هیچ گونه بخش محکمی ندارد. افزون بر این اسکلت بیرونی نرم محدودیتهای حرکتی بسیار کمتری برای کاربر ایجاد می‌کند و همین مزیت از مشکلات ناشی از حرکت نادرست مفاصل می‌کاهد.

اسکلتهای بیرونی نرم و پوشیدنی نمونۀ تازه‌ای از کاربردهای رباتیک نرم (soft robotics) هستند. این حوزۀ پژوهشی قواعد مرسوم طراحی و کنترل رباتیک را با مواد فعال نرم در هم می‌آمیزد.

از کاربردهای این وسیله می‌توان موارد زیر را برشمرد:

– کمک به سربازانی که از نظر فیزیکی سالم و توانمند هستند برای انجام کارهای فیزیکی دشوار
– کمک به سالمندان در راه رفتن و بازیابی توانایی گام برداشتن
– توانبخشی کودکان و بزرگسالان دچار نارساییهای حرکتی مانند cerebral palsy
– کمک به آتش نشانها، بهیاران، کشاورزان و کسانی که جابجایی بارهای سنگین بخشی از شغل آنهاست.

منبع: Wyss Institute

>>در همین زمینه بخوانید: دارپا مشغول آزمودن اسکلتهای بیرونی برقی بر روی سربازان است
>>در همین زمینه بخوانید: اسکلتهای خارجی نرم و پوشیدنی