روباتهای پوشیدنی در پزشکی، انواع روباتهای اگزواسکلتون و کاربرد آنها در ضایعات نخاعی
روبات پوشیدنی (اگزواسکلتون) چیست و چه کاربردهایی دارد؟
اگزواسکلتون یا اسکلت خارجی روباتی است که به وسیلهی یک انسان پوشیده می شود. این روبات می تواند با افزایش قدرت و مقاومت عضلات، فرد را در حرکتها و حمل و جابجایی بارها کمک کند یا به افراد دارای معلولیت توانایی انجام حرکاتی که قبلاً توانایی آن را نداشته اند بدهد.
ازلحاظ علمی واژهی لاتین Exoskeleton به پوشش سخت بیرونی بدن حشرات و سختپوستان گفته می شود. این پوشش خارجی، ضمن در برگرفتن ارگانیسمهای داخلی بدن حشره یا سختپوست، موجود را در برابر آسیبها، فشارها و بهطور کل محیط اطراف آن حفاظت میکند.
روباتهای پوشیدنی می توانند روی اندام فوقانی، تنه، یا اندام تحتانی قرار بگیرند که ما در این مقاله بیشتر به روباتهای تنه و اندام تحتانی می پردازیم.
اگزو اسکلتون در افراد سالم:
این نوع از روباتهای پوشیدنی توسط افراد سالم (سربازها، کارگران، ...) استفاده می شود. این سیستم رباتیک از یک چارچوب شبیه کولهپشتی تشکیل یافته که بر روی دو پای رباتیک قرارگرفتهاند، همانطور که در شکل پایین نشان داده شده است تمام این سیستم به هم متصل بوده و برروی بدن انسان قرار می گیرند.
اگزواسکلتونهای انسانی سختی حمل بار را برای انسان کاهش داده و یا کلاً حذف میکنند. نحوه کار آنها به این صورت است که سیستم روبات حرکات انسان را تشخیص داده و روبات را همراه با حرکات انسان حرکت می دهد. به این صورت در عمل روبات همراه انسان حرکت کرده و فشار اضافه ای به او وارد نمی کند.
این سیستم برای سربازان، کارگران حمل بار و امدادرسانان بسیار کمک کننده می باشد زیرا حمل بار برای این افراد نهتنها خستهکننده است بلکه میتواند بهطور بالقوه باعث بروز خطرات و صدمات و صدمات جبرانناپذیر به بدن افراد شود.
این نوع روبات نخستین بار توسط دانشمند ایرانی، دکتر کازرونی استاد مکانیک دانشگاه برکلی آمریکا ساخته شد.
اگزواسکلتون در بیماران:
روباتهای پوشیدنی در حال باز کردن جای خود در زمینه کمک به بیماران و توانبخشی هستند. این روباتها از قدرت خود برای جایگزینی تواناییهای از دست رفته بیماران بخصوص بیماران با ضایعه نخاعی و برخی بیماران با مشکلات مغزی استفاده می کنند. روباتهای پوشیدنی برای کمک به از بین بردن ناتوانی در حرکات اندام فوقانی، اندام تحتانی و تنه استفاده می شوند.
به عنوان مثال در یک بیمار که دچار ضایعه نخاعی در سطح مهره های پشتی (توراسیک) شده به طور معمول توانایی راه رفتنن را از دست می دهد. به کمک روبات پوشیدنی (اگزواسکلتون) این بیمار می تواند بایستد و راه برود. برای این کار روبات وزن بیمار را تحمل می کند، تعادل او را در حالت ایستاده به کمک حسگرهای حرکتی خود حفظ می کند، و در نهایت با تقلید توالی حرکتی بدن در زمان راه رفتن، فرد را برای انجام این کار کمک می کند یا این کار را برای او انجام می دهد.
روباتهای اندام تحتانی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: روباتهای توانبخشی و روباتهای ارتقائی. روباتهای توانبخشی در کلینیکها و مراکز توانبخشی و برای کمک به درمان بیمارانی استفاده می شوند که امید داریم پس از مدتی استفاده از این روباتها سلامت خود را بازیابند و به طور مستقل راه بروند. روباتهای ارتقائی برای بیمارانی استفاده می شوند که امیدی به بهبود بیشتر در آنها وجود ندارد. این روباتها طوری طراحی شده اند که بتوانند در طولانی مدت و در محیط زندگی افراد استفاده شوند.
با وجود پیشرفتهای قابل ملاحظه ای که در ده سال گذشته در روباتهای اگزواسکلتون ایجاد شده، این روباتها هنوز مشکلاتی دارند که استفاده از آنها را برای عموم مردم مشکل می کند. مهمترین این مشکلات قیمت بسیار بالا، خدمات پس از فروش مشکل، سختی استفاده روزمره و محدودیت در انجام برخی حرکات است، اما با پیشرفت سریعی که در چند سال اخیر در این علم بوجود آمده به طور قطع مشکلات فوق در آینده ای نه چندان دور مرتفع خواهند شد.
هر دو نوع روبات توانبخشی و ارتقائی توسط کمپانیهای مختلفی تولید شده اند که چندین نمونه آن را در زیر مشاهده می کنید:
نمونه هایی از روباتهای توانبخشی و تولید کننده آنها:
• HANK by Gogoa
• ReWalk by ReWalk Robotics
• Hal Medical by CYBERDYNE
• Ekso GT by Ekso Bionics
• Indego by Parker Hannifin
• ExoAtlet by ExoAtlet
• ARKE by Bionik Labs
• Phoenix by SuitX (formally US Bionics)
• Atlas by Marsi Bionics
• MODO by Active Bionics
• Bionic Leg by AlterG
• AxoSuit by AxoSuit
• X1 Mina Exoskeleton by NASA-IHMC
• REX by REX Bionics
نمونه هایی از روباتهای ارتقائی و تولید کننده های آنها:
• REX P by REX Bionics
• Keeogo by B-Temia
• C-Brace by Ottobock
• Stride Management by Honda
• Body Weight Assist by Honda
• Exo-Legs PhaseX AB
• MAXX by ETH Zurich, Sensory-Motor Systems Lab
نوشته شده توسط دکتر هومن محمودی، متخصص طب فیزیکی و توانبخشی و عضو متخصصین مشاور همراه سلامت
همراه سلامت، سلامت همراه، روبات، ربات، روبات در پزشکی، روبات پوشیدنی، اگزواسکلتون، تازه های پزشکی، اخبار سلامت