مهندسان دانشگاه آتلانتیک فلوریدا دستکش رباتیک و نرمی طراحی کردند که به قربانیان سکته مغزی کمک می‌کند نواختن موسیقی را دوباره بیاموزند. همچنین می‌توان این دستکش را برای دیگر تمرین‌های توانبخشی، فراتر از نواختن موسیقی، سفارشی کرد. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
توانبخشی پس از سکته
سکته مغزی مهم‌ترین علت ناتوانی بزرگسالان در اتحادیه اروپا است که حدود 1.1 میلیون نفر هر سال به آن مبتلا می‌شوند. پس از سکته مغزی، بیماران به طور معمول به توانبخشی نیاز دارند تا راه رفتن، صحبت کردن یا انجام کارهای روزمره را دوباره بیاموزند. پژوهش ها نشان داده است که افزون بر فیزیوتراپی و کاردرمانی، موسیقی درمانی می‌تواند به بیماران سکته مغزی برای بازیابی زبان و عملکرد حرکتی کمک کند.
اما برای افرادی که در موسیقی آموزش دیده‌اند و دچار سکته مغزی شده‌اند، نواختن موسیقی ممکن است خود مهارتی باشد که باید دوباره یاد بگیرند. اکنون، مطالعه‌ای در Frontiers in Robotics and AI نشان می‌دهد چگونه رباتیک نرم جدید می‌تواند به بیماران در حال بهبودی کمک کند تا نواختن موسیقی و سایر مهارت‌هایی را که نیاز به هماهنگی دارند، دوباره یاد بگیرند.
دکتر Maohua Lin، استاد معین دانشکده مکانیک دانشگاه آتلانتیک فلوریدا و سرپرست این گروه، می‌گوید: «ما نشان دادیم دستکش اسکلت بیرونی هوشمند ما، با حسگرهای لمسی یکپارچه، محرک‌های نرم و هوش مصنوعی، می‌تواند به طور مؤثری به یادگیری مجدد کارهای دستی پس از آسیب عصبی کمک کند».
ساخت دستکش هوشمند سفارشی
Lin و همکارانش یک «اسکلت بیرونی دست هوشمند» را به شکل دستکش رباتیک چندلایه و انعطاف‌پذیر با چاپ سه بعدی طراحی و آزمایش کردند که تنها ۱۹۱ گرم وزن دارد. کل ناحیه کف دست و مچ دستکش به گونه‌ای طراحی شده است که نرم و انعطاف‌پذیر باشد. و شکل دستکش را می‌توان به صورت سفارشی و متناسب با آناتومی هر فرد ساخت.
محرک‌های پنوماتیکی نرم در نوک انگشتان آن موجب ایجاد حرکت و اعمال نیرو می‌شوند، بنابراین حرکات طبیعی و دقیق دست را تقلید می‌کنند. همچنین هر نوک انگشت دارای آرایه‌ای از 16 حسگر انعطاف‌پذیر یا “taxels” است که در تعامل با اشیا یا سطوح به دست کاربر حس لامسه می‌دهد. تولید دستکش ساده است، زیرا تمام محرک‌ها و حسگرها از طریق یک فرآیند قالب‌گیری در جای خود قرار می‌گیرند.
دکتر Erik Engeberg، نویسنده ارشد و استاد دانشکده مکانیک دانشگاه آتلانتیک فلوریدا، گفت: «هنگام پوشیدن دستکش، کاربران انسانی تا حد قابل توجهی بر حرکت هر انگشت کنترل دارند. این دستکش برای کمک و تقویت حرکات طبیعی دست آنها طراحی شده است. و به آنها اجازه می‌دهد خم و راست کردن انگشتان خود را کنترل کنند».
نویسندگان پیش‌بینی می‌کنند بیماران در نهایت ممکن است یک جفت از این دستکش‌ها را بپوشند. تا به هر دو دست کمک کنند مهارت‌های حرکتی و حس هماهنگی را به‌طور مستقل به دست آورند.
هوش مصنوعی به دستکش می‌آموزد تا یک معلم موسیقی باشد
نویسندگان از یادگیری ماشینی برای آموزش موفقیت‌آمیز دستکش استفاده کردند تا تفاوت میان نواختن یک آهنگ صحیح و نادرست از یک آهنگ مبتدی را روی پیانو “احساس” کند. همچنین دستکش می‌تواند به طور مستقل و بدون کمک انسان، با حرکات از پیش برنامه‌ریزی شده عمل کند.
Engeberg گفت: «ما دریافتیم که دستکش می‌تواند یاد بگیرد تا میان نواختن صحیح و نادرست پیانو تمایز قائل شود. این بدان معنی است که می‌تواند ابزار ارزشمندی برای توانبخشی شخصی افرادی باشد که می‌خواهند نواختن موسیقی را دوباره یاد بگیرند.»
اکنون می‌توان دستکش را طوری برنامه‌ریزی کرد که از طریق بازخورد لمسی، نشانه‌های بصری یا صدا، بازخوردی در مورد اینکه چه چیزی در نواختن صحیح یا غلط بوده است به کاربر ارائه دهد. این‌ها کاربر را قادر می‌سازد تا عملکرد خود را درک کند و بهبودهایی ایجاد کند.
Lin افزود: «تطبیق طرح حاضر با سایر تمرین‌های توانبخشی، فراتر از نواختن موسیقی، برای نمونه دستکاری اشیا، نیاز به سفارشی‌سازی برای نیازهای فردی دارد. این می‌تواند از طریق فناوری اسکن سه بعدی یا سی تی اسکن برای اطمینان از تناسب و عملکرد شخصی برای هر کاربر تسهیل شود. اما چندین چالش در این زمینه باید برطرف شود. این چالش ها شامل بهبود دقت و قابلیت اطمینان حس لامسه، افزایش سازگاری و مهارت طراحی اسکلت بیرونی، و اصلاح الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای تفسیر و پاسخ بهتر به ورودی کاربر است».
>> دستکش های چاپ سه بعدی برای توانبخشی بیماران سکته مغزی
>> معرفی اسکلت های بیرونی صنعتی: دستکش فعال
منبع: techxplore.com
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»
