ساخت یک آستین روباتیک «ماشین نرم» ارزانقیمت برای کمک به کودکان فلج مغزی برای کنترل حرکات بازوی خود
منبع: UCR
مهندسان دانشگاه UC Riverside در حال تولید «لباسهای رباتیک» ارزانقیمت هستند تا به کودکان مبتلا به فلج مغزی کمک کنند تا حرکات بازوی خود را کنترل کنند.
فلج مغزی شایعترین علت ناتوانی جسمی جدی در دوران کودکی است و دستگاههای پیشبینیشده برای این پروژه بهمنظور ارائه کمکهای روزانه درازمدت به کسانی است که با آن زندگی میکنند.
بااینحال، رباتهای قدیمی سفتوسخت هستند و روی بدن انسان راحت نیستند. این پروژه با کمک ۱.۵ میلیون دلاری بنیاد ملی علوم، از منسوجات نرم برای ساخت دستگاهها استفاده میکند که عملکرد طبیعی اندام را نیز تسهیل میکند.
جاناتان ریلموتو، استادیار مهندسی مکانیک UCR و سرپرست پروژه میگوید: مواد سخت با انسانها تعامل خوبی ندارند. آنچه که ما با استفاده از موادی مانند نایلون و الاستیک به دنبال آن هستیم، اساساً لباسهای روباتیک هستند.
این لباسها دارای قسمتهای مهروموم شده و محفوظ هستند که میتوانند باد شوند و آنها را به طور موقت سفت میکند و نیروی حرکت را فراهم میکند. ریلموتو گفت: ما میتوانیم هوا را به مخزنهای طراحی شده مخصوصی که در پارچه تعبیه شدهاند تزریق کنیم که بازو را به جلو میبرد.
این پروژه نهتنها بر ساخت ربات، بلکه بر توسعه الگوریتمهای پیشبینی که به ماشین آموزش میدهد تا حرکاتی را که فرد میخواهد اجرا کند، تمرکز خواهد کرد.
یکی از چالشهای حیاتی در ارائه کمکهای حرکتی، تفسیر هدف شخص است. ریلموتو گفت: “ما یک کنترلکننده ارادی میخواهیم، بنابراین ربات بر اساس آنچه انسان میخواهد رفتار میکند. ” تیم پروژه همچنین شامل جون شنگ، استادیار مهندسی مکانیک UCR است.
یکی از جنبههای چنین کنترلکنندهای استفاده از انواع حسگرهای کوچک روی آستینها برای تشخیص ولتاژهای کوچک تولید شده توسط ماهیچهها هنگام انقباض است. این حسگرها دادههای ولتاژ را با الگوریتمی ذخیره میکنند که برای استخراج قصد استفادهکننده از آنها آموزش داده میشود.
استفاده از منسوجات در دسترس، بهجای مواد قدیمی و سفتوسخت، احتمالاً هزینه آستینها را پایین نگه میدارد. علاوه بر این، این تیم قصد دارد استفاده از وسایل الکترونیکی پیشرفته را به حداقل برساند که به کاهش هزینههای کلی بیماران نیز کمک میکند.
این پروژه با مشارکت بیمارستان کودکان Orange County انجام میشود، جایی که بیماران یک کلینیک اختلال حرکتی کودکان به آزمایش و اصلاح نمونههای اولیه کمک خواهند کرد.
علاوه بر این، تیم تحقیقاتی جلسات سالانهای را در بیمارستان برای هر یک از چهار سالِ پروژه برگزار خواهد کرد. شرکتکنندگان این جلسات شامل بیماران و خانوادههایشان و همچنین کاردرمانگران میشود و تیم، بازخورد آنها را در مورد فناوری در حین توسعه آن دریافت میکند.
ریلموتو گفت: “با متمرکز کردن ذی نفعان در فرآیند طراحی خود، امیدواریم محصولی را توسعه دهیم که واقعاً برای آنها مفید باشد.”
تیم توسعه این کار را بهعنوان افزایش استقلال نهتنها برای خود بیماران، بلکه برای کل جامعه میداند.
ریلموتو گفت: “اگر ما بتوانیم به بچهها کمک کنیم که خودشان دندانهایشان را مسواک بزنند، آب بریزند یا درها را باز کنند، اقداماتی که دیگران آن را بدیهی میدانند، این یک پیروزی بزرگ برای آنها و همچنین برای خانوادهها و مراقبان آنها خواهد بود. ”
اگرچه این پروژه بر روی کودکان مبتلا به اختلالات حرکتی متمرکز شده است، اما در نهایت میتوان از این فناوری برای سایر کاربردها و جمعیتها، از جمله بیماران سالمند و سایر بزرگسالان با مشکلات حرکتی استفاده کرد.
در نهایت ریلموتو صحبت خود را با این جمله خاتمه داد: ” فناوری ما جهانی است. ”