فناوری جدید در ساخت اسکلت توان بخشی؛ طراحی و ساخت اسکلت توان بخشی رباتیک در آذربایجان غربی مبتکر بوکانی ازطراحی و ساخت اسکلت توان بخشی رباتیک خبر داد و گفت: اسکلت بیرونی ربات آفرینان وریا که برای کمک به "بیماران پاراپلژی" در حالت ایستاده و راه رفتن طراحی شده است این ربات از ستون فقرات، تنه و پاها از جمله مفصل ران، زانو و مچ پا حمایت و موجب ایجاد الگوهای حرکتی صحیح در توانبخشی می شود و همچنین برای کاربردهای پزشکی در درمان بیماران مبتلا به سکته مغزی، آسیب های مغزی و آسیب های نخاعی ساخته شده است. به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از آذربایجان غربی، راه رفتن امر طبیعی است که روزانه ما بدون فکر کردن و به راحتی انجام می دهیم و اما راه رفتن و تعادل از نظر ماهیت، پیچیده است. هر کدام به حرکت قسمت های مختلف بدن متکی هستند و هر یک به لیستی طولانی از عوامل خارجی وابسته هستند. عناصر بسیار مختلفی وجود دارد که می تواند بر راه رفتن و تعادل شما تأثیر بگذارند، از نوع کفش هایی که می پوشید تا چند ساعت خواب شب. زمانی مکانیسم راه رفتن از حالت خودکار خارج شود، اشکال در طرز راه رفتن ایجاد می شود که به اصطلاح پزشکی ""اختلال gait"" نام دارد.

مشکلات و عدم تعادلی بدن باعث می شوند که افراد نتوانند در هنگام ایستادن، قدم زدن و حتی نشستن، بدن خود را ثابت و ایستاده نگه دارند. افراد مسن، بیشتر در معرض خطر مشکلات تعادلی قرار دارند و قشر زیادی از افراد بالای 70 سال سن دارند، دارای مشکل اختلالات تعادل و راه رفتن تشخیص داده شده اند.
اختلالات راه رفتن و تعادل بسیار خاص است، به ویژه در میان افراد مسن، و باید در اسرع وقت مورد رسیدگی قرار گیرد تا خطر آسیب دیدگی بیشتر در یک حادثه در سفر یا سقوط کاهش یابد.
بنابراین این مهم دانشمندان و محققان را بر آن داشته است که به یاری افرادی آیند که با مشکل راه رفتن مواجه هستند و با ساخت ربات های امر راه رفتن را برای آنان آسان تر کنند در دنیا ربات های ساخته شده است که افراد از آن استفاده می کنند ایران جز وارد کننده این ربات ها می باشد. اما جوان مبتکر بوکانی برای اولین بار در کشور با استفاده از مهندسی معکوس و با بومی سازی توانسته است با خرد خود اقدام به ساخت و طراحی اسکلت توان بخشی رباتیک کند .

دکتر پوریا شریفی جوان بوکانی است که در مرکز رشد کشتگر معاونت علمی پژوهشی سپاه شهداء آذربایحان غربی فعالیت دارد و اقدام به ساخت و طراحی این ربات کرده است که در خصوص طراحی ربات اسکلت بیرونی توانبخشی اندام تحتانی مصاحبه ای انجام داده ایم که در ادامه می خوانیم.

تأثیر و نقش اسکلت های بیرونی
دکتر پوریا شریفی می گوید: یکی از مهمترین دلایلی که افراد مبتلا به اختلال عملکرد اندام تحتانی نمی توانند به طور مستقل فعالیت های اساسی زندگی روزمره را انجام دهند مسدود شدن مسیرهای عصبی است و دانش پزشکی نشان داده است که ورزش مکرر مسیرهای عصبی بیمار را دوباره فعال می کند.

او ادامه داد: این فناوری موجب حرکت اندام تحتانی و تقویت نشاط عضلانی می شود، که یک روش مستقیم و مؤثر برای جبران، جایگزینی یا ترمیم اختلال عملکرد بدن است. همچنین یکی از راه های مهم برای حل مشکل کمبود پرستار ناشی از پیری جمعیت است. اسکلت های بیرونی این امکان را برای بیماران مبتلا به اختلالات اندام تحتانی فراهم می کنند تا به جامعه برگردند و از بار روی دوش خانواده ها و جامعه بکاهند.

دکتر شریفی در خصوص نقش ربات اسکلت بیرونی می گوید: در سال های اخیر، دانشمندان انواع اسکلت های بیرونی برای توانبخشی اندام تحتانی طراحی کرده اند که به حرکت و توانبخشی مفاصل مختلف، راه رفتن و همچنین فعالیت های روزمره زندگی کمک می کند. ربات اسکلت بیرونی مفصل ران می تواند ثبات تنه را بهبود بخشد، میزان متابولیسم را کاهش دهد و تأثیر کلی بر اندام تحتانی دارد. اسکلت بیرونی زانو می تواند قدرت لازم برای حرکت مفصل زانوی بیمار را فراهم کند و میزان حمایت را توسط فعالیت عضلانی کاربر کنترل کند. برخی اسکلت های بیرونی توانبخشی اندام تحتانی برای شبیه سازی و کمک به گام برداشتن طبیعی طراحی می شوند.

او گفت: اسکلت بیرونی ربات آفرینان وریا که برای کمک به بیماران پاراپلژی در حالت ایستاده و راه رفتن طراحی شده است، از ستون فقرات، تنه و پاها از جمله مفصل ران، زانو و مچ پا حمایت می کند و موجب ایجاد الگوهای حرکتی صحیح در توانبخشی می شود و همچنین برای کاربردهای پزشکی در درمان بیماران مبتلا به سکته مغزی، آسیب های مغزی و آسیب های نخاعی ساخته شده است.

این مبتکر بوکانی عنوان کرد: اسکلت بیرونی نقش مثبتی در توانبخشی و کمک به اندام تحتانی در بیماران مبتلا به اختلالات حرکتی دارد و برای بهبود وضعیت جسمی بیماران مفید است.

او می گوید: اسکلت بیرونی مفصل ران می تواند عملکرد راه رفتن کاربران را بهبود بخشد و هزینه متابولیسم پیاده روی را کاهش دهد لازم به یادآوری است این دستگاه برای توانبخشی بیماران پس از سکته مغزی، کمک به افراد دچار تروما، بهبود قدرت عضلانی افراد مسن و کمک به حفظ تعادل در افراد دارای ضعف عضلانی مفید است.

شریفی در خصوص عملکرد ربات اسکلت بیرونی زانو (KER) گفت: مفصل زانو مفصل اصلی حرکتی اندام تحتانی و آسیب پذیرترین و حساس ترین مفصل است. اسکلت های بیرونی می توانند توانایی حرکت پا را بهبود بخشند، مصرف انرژی حرکات را کاهش دهند و برای حرکات اندام تحتانی قدرت و کمک ایجاد کنند.

او با اشاره به اسکلت بیرونی توانبخشی راه رفتن (GRE) می گوید: GRE می تواند به بیماران در تکمیل راه رفتن طبیعی و تأمین نیروی آن کمک کند. این اسکلت های بیرونی برای بیماران با خط سیر غیرطبیعی راه رفتن یا مفصل مناسب است و استفاده از سیگنال های مغزی برای تشخیص قصد کاربر و کنترل وضعیت ربات می تواند تعامل میان انسان و رایانه را برای طبقه بندی وظایف بیشتر کند.

دکتر شریفی با بیان اینکه این ربات هدف بیمار را تشخیص می دهد و توانبخشی را مؤثرتر می کند گفت:به طوری که ربات ها می توانند وضعیت کار قابل قبولی را برای بیماران فراهم کنند که این امر برای بازتوانی راه رفتن یا بهبود وضعیت ایستادن کاربران مفیدتر است و با ارزیابی این سیگنال، ربات تنها در مواقع نیاز، انرژی لازم برای راه رفتن یا ایستادن را فراهم می کند و اگر کنترل ربات با فناوری تشخیص سیگنال همراه باشد، حالت حرکتی مورد نیاز را برای بیماران انعطاف پذیرتر می کند.

ربات های اسکلت بیرونی کمکی در زندگی روزمره (DLAER)
او ادامه داد:این ربات ها می توانند از طریق حمایت، پشتیبانی و کمک به کاربران، از بار اندام تحتانی بکاهند و به بیماران در انجام فعالیت های روزمره کمک کنند و برای بیماران سکته مغزی، بیماران دچار ضربه مغزی، بیماران مبتلا به اختلالات حرکتی ناشی از آسیب نخاعی و افراد مسن با ضعف عضلانی و قدرت مفصلی کافی مناسب است.

او می گوید: اسکلت های بیرونی می توانند قدرت لازم برای حرکت اندام تحتانی را تأمین کنند و به بیماران برای بالا رفتن از پله ها، اسکات، نشستن و ایستادن و راه رفتن کمک کنند و به طور خاص (رباتیک درمانی ایستگاهی) وسیله ای برای کمک راه رفتن نیست. این یک اسکلت بیرونی فعال است که برای اهداف توانبخشی عصبی رباتیک طراحی شده است و فقط در مراکز توانبخشی خاص توسط پزشکان قابل استفاده است و هرگز با بیمار به تنهایی قابل استفاده نیست. زمینه اصلی کاربرد آن آموزش برای بیماران مبتلا به ضایعات مغزی موثر بر مدارهای حرکتی است.

دکتر شریفی عنوان کرد: این سیستم پس از مطالعات متعدد بر روی دستگاه های مختلف و مهندسی معکوس دستگاه های خارجی به منظور طراحی مناسب برای بیمار و رفاه کاردرمانگر تعریف شده و نمونه ایستگاهی به دست آمده و ربات توانبخشی ایستگاهی الگوی راه رفتن طبیعی را شبیه سازی و حرکت هر اندام تحتانی را هدایت می کند. همچنین می تواند الگوی راه رفتن بیماران همی پلژی را اصلاح کند و تمام داده ها را جمع آوری کند در این دستگاه رباتیک، استفاده از تردمیل امکان انجام حرکات تکراری و خاص را فراهم می کند که می تواند کار عضلات و هماهنگی حرکت را بهبود بخشد.

او تاکید کرد: در ایستگاه توانبخشی سنسور ضربان قلب طبق استاندارد جهانی تشخیص ضربان قلب عمل می کند و با پردازش داده سنسور در زمان واقعی تشخیص می دهد که بیمار خسته است و یا استرس دارد و بنابراین سرعت و گامبرداری را تغییر داده و پزشک کاردرمانگر را از موضوع مطلع میکند.

مبتکر بوکان گفت:کل برنامه، آماده سازی بیمار برای بهبود عملکرد راه رفتن ژنتیکی خواهد بود و فرد مبتلا به پاراپلژی پس از طی کردن دوره رباتیک درمانی در مراکز کاردرمانی و فیزیوتراپی و بعداً، می تواند با یک ربات نمونه شخصی کاملاً هوشمند، در هر فعالیتی شرکت کند.

او گفت: ربات توانبخشی نمونه شخصی با سنسور ژیروسکوپ تعادل را در حین حرکت حفظ می کند، پله ها و چاله های خیابان ها و پارک ها را با حسگرهای فاصله سنج تشخیص می دهد و الگوریتم مناسب گام برداری برای عبور از مانع سریعا جایگزین می شود.

شریفی گفت: میانگین زمان برای پوشیدن (روباتیک درمانی) برای بیمار حدود 10 دقیقه است و یک رابط ماشین انسانی مفید توسعه داده شده است که این امکان را می دهد تا به راحتی از درمان روباتیک استفاده شود. امکان درج، به دست آوردن، ذخیره داده های بیمار، انجام صحیح و ایمن انواع آموزش و تجزیه و تحلیل داده ها وجود دارد.

او گفت: همچنین برای بیماران با محدودیت انقباض عضله، رابط گرافیکی توسعه داده شده که پزشک کاردرمانگر میتواند درجه انقباض را تعریف کرده و گام برداری بیولوژیک طبق اندازه های مجاز برا بیمار انجام شود.

دکتر شریفی در خصوص مزیت محصول نسبت به نمونه های داخلی وخارجی می گوید: بومی سازی مفصل های رباتیک توانبخشی و ساخت سرور موتور و کاهش هزینه 70% مفصل های رباتیک نسبت به نمونه های داخلی، توسعه پردازش داده سنسور ژیروسکوپ به منظور حفظ تعادل بیمار در نمونه شخصی، در ایستگاه توانبخشی کاربری آسان و توسعه داده شده و استفاده بیمار و کاردرمانگر ارتقا پیدا کرده است.

او ادامه داد:استفاده از سنسورهای علوم کامپیوتر (ژیروسکوپ و شتاب سنج) در نمونه شخصی ربات به منظور تشخیص شیب و ناهنجاری در ربات، رابط گرافیکی تعیین درجه باز و بسته شدن مفاصل، سنسور ضربان قلب و پردازش داده، ارسال اطلاعات موقعیت و ناهنجاری های تشخیص داده شده به (خانواده) همراه بیمار در نمونه شخصی از مزیت های این ربات است.