اسکلت خارجی پنوماتیک نرم مناسب برای استفاده در بازتوانی بیماران

[Almas Parsi]

اسکلت خارجی پنوماتیک نرم مناسب برای استفاده در بازتوانی بیماران

به تازگی خبرهای زیادی در مورد چگونگی سودمندی اسکلت‌های خارجی در ترمیم و توانبخشی شنیده‌ایم که چگونه این محصولات قادر به راهنمایی اندام غیرفعال و ناتوان بیماران از طریق یک محدوده‌ی طبیعی از حرکات به منظور توسعه‌ی حافظه‌ی عضلات می‌باشند.

اما مشکل اینجاست که اغلب اسکلت‌های خارجی سخت و محکم هستند و از این رو درجه‌های آزادی آن‌ها کمتر از بخش‌های متحرک بدن خواهد شد.

گروهی از دانشمندان به دنبال تغییر این مساله با توسعه یک اسکلت خارجی نرم جزئی هستند که نسخه‌ای از ماهیچه‌ها، تاندون‌ها و رباط‌های بدن را ایجاد می‌نماید.


دستگاه ارتوتیک با همکاری محققان و پژوهشگران دانشگاه‌های کارنگی ملون، هاروارد، کالیفرنیای جنوبی، MIT و توسعه‌دهنده سنسورهای پوشیدنی BioSensics ایجاد شده است.

این تکنولوژی از عضلات پنوماتیک مصنوعی (PAM)، سنسورهای سبک وزن و نرم‌افزار کنترل ترکیب شده است.




نمونه اولیه‌ی فعلی از این دستگاه جهت پوشاندن بر روی ساق پا طراحی شده است که ساختار بیولوژیکی ساق پا بر روی این دستگاه الگوبرداری شده است.
سه عدد از PAMهای استوانه‌ای آن با ماهیچه‌های جلوی پا تطابق دارند، در حالی که چهارمین PAM از روی ماهیچه‌ای در پشت پا الگوبرداری شده است.

تاندون‌های مصنوعی (کابل‌های فولادی) از انتهای هر کدام از این PAMها تا قسمت پایین پا گسترده می‌شوند و جهت حرکت دادن مچ پا بکار می‌روند.

بازخورد توسط سنسورهای فشار فوق الاستیک که در بالا و کناره‌ی مچ پا قرار دارند، تامین می‌شود.

هر سنسور متشکل از یک ورق پلاستیکی حاوی میکروکانال‌هایی پر شده از آلیاژ فلز مایع است.

شکل این کانال‌ها هنگامی که پلاستیک مذکور فشرده و یا کشیده می‌شود، تغییر می‌یابد و در نتیجه منجر به تغییر در مقاومت الکتریکی مواد می‌شود.

با ثبت این تغییر مقاومت، نرم‌افزار کنترل قادر به تعیین موقعیت مچ پا و مقدار فشار وارد بر آن خواهد بود.




در تست‌های آزمایشگاهی، این دستگاه قادر به حرکت دادن قوزک های پای تست در محدوده حرکت 27 درجه‌ای بوده است که برای گام برداشتن طبیعی، کافی به نظر می‌رسد.


در حالی که نسخه‌ی فعلی از این دستگاه جهت استفاده توسط افراد مبتلا به اختلالات پا و مچ پا در نظر گرفته شده است، نسخه‌های بعدی آن بنا به گزارش‌ها قرار است برای افراد مبتلا به دیگر ضایعات بدنی طراحی شود.

درواقع موسسه مهندسی بیولوژیکی Wyss دانشگاه هاروارد (یکی از اسپانسرهای پروژه) پیش از این به توسعه یک مجموعهاسکلت نرم بزرگ‌تر اقدام کرده بود.

پیش از استفاده از این دستگاه برای مصارف واقعی بیماران، دانشمندان در نظر دارند تا طراحی این دستگاه را اصلاح کرده و نحوه‌ی بکار بردن و پوشیدن آن را راحت‌تر کنند.

مقاله‌ای از این پژوهش به تازگی در مجله Bioinspiration & Biomimetics منتشر شده است.
نمونه اولیه این محصول را می‌توانید در ویدئوی زیر ببینید.



دانلود کلیپ

منبع : gizmag