عملکرد صحیح اندام‌ها نقش اساسی در سلامتی ما دارد. مشکلات حرکتی زمانی ظاهر می‌شوند که این اندام‌ها به طور موقت یا دائم تحت تأثیر قرار گیرند. استقلال عملکردی و تعامل فرد با محیط در اثر هر نوع ناتوانی، خواه خفیف، متوسط یا شدید، آسیب می‌بیند. اسکلت‌های بیرونی فرصتی جدید برای کاربران فراهم میکنند تا کنترل حرکتی از دست رفته به دلیل آسیب یا بیماری را بازیابی کنند. انواع اسکلت بیرونی برای اندام‌ها و مفاصل مختلف بدن وجود دارند که به صورت فعال یا غیرفعال به توانبخشی یا افزایش توان ما کمک میکنند. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
در حال حاضر، بیماری‌های مرتبط با معلولیت در سراسر جهان در حال افزایش است. بر اساس گزارش‌های جهانی، حدود ۱۵ درصد از جمعیت جهان از نوعی ناتوانی حرکتی رنج می‌برند که ۴ درصد از آنها ناشی از بیماری‌های مرتبط با اختلال عملکرد حرکتی یا عصبی حرکتی است.
وقتی صحبت از شایع‌ترین مشکلاتی است که موجب اختلال عصبی حرکتی می‌شوند، سکته در صدر قرار می‌گیرد. همی پلژی، فلج مغزی و آسیب تروماتیک مغزی برخی از علل اصلی ناتوانی در میان مدت و بلند مدت هستند.
اثربخشی توانبخشی
اثربخشی درمان‌های سنتی در توانبخشی به نحوی با توانایی‌های درمانگر، تجربه‌های پیشین در درمان موارد مشابه و توانایی تدوین برنامه‌های توانبخشی موفق تعیین می‌شود. به طور معمول، ارزیابی‌ها و پیشرفت بیماران، به موقع، کافی و عینی اندازه‌گیری نمی‌شود و این توانایی تعیین تأثیر توانبخشی را محدود می‌کند.
اسکلت‌های بیرونی فرصت‌های جدید درمانی را برای توسعه روش‌های قابل اعتماد ارائه می‌دهند و امکان بازیابی کنترل حرکتی از دست رفته به دلیل آسیب یا بیماری را فراهم میکنند.
اسکلت‌های بیرونی نتایج دلگرم کننده‌ای در توانبخشی اندام‌ها نشان داده‌اند. استفاده از این وسایل در توانبخشی با مزایای بسیاری همراه است.
معماری‌های مختلف شبکه عصبی مصنوعی (ANN) در حال افزایش هستند، همانطور که ترکیب روش‌های کنترلی سنتی با بهینه‌سازهای هوشمند یا تطبیقی برای ایجاد سامانه‌های قابل اعتماد و ترکیبی در حال افزایش است. سامانه‌های پردازشی و کنترلی مبتنی بر هوش مصنوعی (AI) اسکلت‌های بیرونی رباتیک مورد استفاده در توانبخشی حرکتی را بهبود بخشیده است.
استفاده از روش‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌تواند با ارائه یک ارزیابی جامع از عملکرد بیمار و افزایش اعتماد به نفس بیماران و متخصصان مراقبت‌های بهداشتی هنگام تعامل با ربات‌های توانبخشی، توانبخشی را بهبود دهد. تا آنجا که به تحرک مربوط می‌شود، روند فعلی به سمت کاهش وزن و ابعاد اسکلت بیرونی برای ارتقای عملکرد در فعالیت‌های روزمره زندگی (ADLs) و در نتیجه افزایش استقلال گام برمیدارد. با این حال، در برخی موارد کاهش درجات آزادی (DoF) برای داشتن سامانه‌های فشرده‌تر ضروری بود.
در حال حاضر، اسکلت‌های بیرونی به طور کلی به دو دسته فعال و غیرفعال (اکتیو و پسیو) طبقه‌بندی می‌شوند.
اسکلت بیرونی فعال
اسکلت‌های بیرونی فعال از سامانه‌های محرک مانند موتورها، سامانه‌های هیدرولیک یا پنوماتیک برای افزایش قدرت انسان یا کاهش مصرف انرژی بدن استفاده میکنند. آنها از یک یا چند محرک (برای نمونه موتورهای الکتریکی) تشکیل شده‌اند که به طور فعال قدرت بدن انسان را افزایش می‌دهند. حالت کنترل فعال همه توان لازم برای حرکت اندام را توسط اسکلت بیرونی رباتیک فراهم می‌کند.
در سال ۲۰۰۵، دستگاهی به کمک موتور الکتریکی برای کمک به خم شدن تنه و کاهش بار روی کمر ساخته شد. اما وزن نمونه اولیه این دستگاه کمکی پوشیدنی ۶٫۵ کیلوگرم بود که برای کاربران در حالت خمیده بسیار سنگین است.
پس از آن، لباس هوشمندی که توسط Takayuki ساخته شد، توانست حدود ۱۴ درصد از خستگی عضلانی در فرآیند خم شدن را کاهش دهد. یک موتور ۲۴ ولت DC دستگاه آنها را هدایت می‌کرد. از آنجایی که موتور برای حمل و نقل دست و پا گیر بود، ادغام آن در محل کار بسیار دشوار بود. افزون بر این، چندین اسکلت بیرونی فعال شناخته شده دیگر مانند HAL، Muscle Suit و BLEEX برای کارگران بسیار بزرگ و گران بودند.
در حال حاضر تعداد محدودی اسکلت بیرونی فعال وارد بازار شده‌اند. برخی از اسکلت‌های بیرونی فعال برای کاربردهای صنعتی هنوز در آزمایشگاه در حال توسعه هستند.
اسکلت بیرونی غیرفعال
اسکلت‌های بیرونی غیرفعال از مواد الاستیک برای ذخیره و آزادسازی انرژی حین کار و بلند کردن اشیای سنگین استفاده میکنند. آنها منبع تغذیه ندارند بلکه از مواد، فنرها یا دمپرها برای ذخیره انرژی و آزادسازی آن در صورت نیاز استفاده میکنند.
برخی از اسکلت‌های بیرونی غیرفعال مانند Happyback، Personal Lifting Assist Device (PLAD)، Laevo و Bendezy وارد مرحله بازاریابی شده‌اند. نشان داده شده است که آنها فعالیت عضلانی کمر را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند.
بیشتر اسکلت‌های بیرونی غیرفعال تنها بر روی محافظت از عضلات کمر تمرکز میکنند و خستگی عضلات بازو را هنگام بلند کردن یا نگه داشتن اشیا کاهش می‌دهند. متأسفانه، پژوهش‌های کمی در مورد ناراحتی موضعی ناشی از اسکلت بیرونی وجود دارد.
اسکلت‌های بیرونی با حالت عمل غیرفعال برای حمایت از اندام فوقانی بیماران مناسب هستند زیرا بار گرانشی را از بین می‌برند و فرصتی را برای کاربر فراهم میکنند تا وظایف توانبخشی لازم را انجام دهد.
بیشتر بخوانیم:
>> معرفی ۵ اسکلت بیرونی بالاتنه برای حمایت از حرکت طبیعی دست ها
>> اسکلت های بیرونی چگونه به ارگونومی حمل دستی بار کمک میکنند؟
منبع: roboticsbiz.com
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
