تا کنون در خصوص اسکلت‌های خارجی و توانایی‌های آن‌ها در کمک به معلولان و افراد با مشکلات حرکتی بسیار شنیده اید. این ابزارها گذشته از کاربردی که می‌توانند در صنایع نظامی و ساخت سربازان فراانسانی داشته باشند، در زمینه بازتوانبخشی به افراد دچار مشکلات عضلانی نیز بسیار مفید هستند. مشکلی که در این ابزار‌ها وجود دارد ، سفتی و خشکی آن هاست، در واقع این ابزارها نمی‌توانند تمامی درجات آزادی بدن را در خود داشته باشند در نتیجه کاربر در بسیاری از موارد دچار محدودیت‌های حرکتی بسیاری خواهد شد. گروهی از دانشمندان هم اکنون در پی حل این مشکل به کمک «اسکلت‌های خارجی نرم» هستند تا با کمک این ایده عضلات ، تاندون‌ها و رباط‌های بدن را شبیه سازی کنند.

این ابزار شامل عضلات مصنوعی نئوماتیک، حسگرهای سبک و نرم افزارهای کنترلی است و با همکاری دانشگاه‌های MIT، Harvard، Carnegie Mellon و شرکت BioSensics ساخته شده است. نمونه‌ی اولیه ساخته شده برای پا ساخته شده که ساختار پای طبیعی در آن تقلید شده است. سه عضله مصنوعی در جلو و 4 عضله در پشت پا مسئولیت حرکت و تاندون‌های مصنوعی (کابل‌های استیل) نیز نقش انتقال دهنده‌ی نیرو را بازی می‌کنند تا حرکت امکان پذیر شود.

بازخوردهای حرکتی نیز توسط حسگرهای فوق حساس به کشش که در بالا و پایین مچ پا قرار گرفته اند تامین می‌شود. هر حسگر از صفحه‌ای لاستیکی تشکیل شده است که میکروکانال‌های درون آن از آلیاژی از فلز مایع پر شده است. شکل این کانال‌ها با کشیده شدن یا انقباض تغییر می‌کند که نتیجه‌ی این تغییر شکل تغییر در مقاومت فلز است که به راحتی قابل اندازه گیری است. این داده‌ها به نرم افزار کنترلی کمک می‌کنند تا موقعیت و میزان کشیدگی در مچ را بسنجد و کنترل‌های لازم را اعمال کند.
در آزمون‌های آزمایشگاهی دستگاه قادر بود تا مچ را تا 27 درجه حرکت دهد که برای راه رفتن معمولی بسیار مناسب است. هرچند این نسخه از دستگاه برای کاربرد در بیماران دچار مشکل در پا و مچ طراحی شده است، نسخه‌های بعدی این دستگاه می‌تواند برای سایر نواحی از بدن طراحی گردد تا در نهایت به ایده ابرانسان نزدیک شویم! پیش از اینکه این نمونه‌ها بر روی انسان‌ها مورد آزمایش قرار بگیرند دانشمندان قصد دارند تا مقاومت و پایداری آن‌ها را تا حد ممکن افزایش دهند.
جزییات این پژوهش در مجله‌ی Bioinspiration & Biomimetics به چاپ رسیده است.



منبع