التدوينات الحديثة
Please reload

الارشيف
Please reload

ابحث بالتاق
تابعنا

يمكن للبنطلون الآلي مساعدة العاجزين عن المشي للمشي مرةً أخرى

 

هل يمكن أن تكون الإجابة عن مشاكل التنقل يومًا ما بسهولة سحب زوج من البنطلون؟ كشف فريق الأبحاث بقيادة البروفسور في جامعة بريستول جوناثان روسيتر Jonathan Rossiter مؤخرًا عن نموذج مبدئي لزوج من البنطلون الآلي الذي يأملون أن يساعد بعض العاجزين عن المشي للمشي دون مساعدة أخرى.

 

كمهندس يبحث عن طرق لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من إصابات في الحبل الشوكي تصعب حركة أطرافهم مرة أخرى، أدرك تمامًا كيف يمكن أن تؤثر فقدان الحركة على كيفية حياة الشخص، وكيف قد تساعد استعادة تلك الحركات. ونظرًا للعدد الهائل من الأشخاص ذوي الإعاقة (أكثر من 6.5 مليون شخص يعاني من مشاكل في الحركة في المملكة المتحدة وحدها) ولسكاننا المتقدمين في السن، فإن الأجهزة التي تعمل على تحسين الحركة يمكنها أن تساعد شريحة كبيرة من السكان.

 

 

 

 مصدر الصورة: unsplash

 

لكن على الرغم من مرور 50 عامًا من البحث، نادرًا ما يتم تبني هذا النوع من التكنولوجيا خارج المختبر. لذا هل رواية تطوير البنطلون الآلي في دورة للأخذ أخيرًا العمل على تكنولوجيا التنقل العاملة في المنزل؟

 

على عكس الجهاز الآلي الصلب في والس Wallace وقروميت Gromit في فيلم الرسوم المتحركة "البنطلون الخاطئ"، الجديد يُدعى بـ "البنطلون الصحيح" يستخدم عضلات اصطناعية ناعمة لخلق الحركة، كما هو في شد مرتدي عضلات حقيقية. تجبر هذه العضلات البشرية المقلدة في الإنتاج ببساطة بمجرد أن تصبح أقصر وتسحب كلا الطرفين

 

 

من خلال تجميع عدة عضلات اصطناعية معًا، يمكن للسراويل المساعدة في تحريك مفصل مثل الركبة، ومساعدة المستخدم بحركات مثل الوقوف من الكرسي. وذلك بسبب أن العضلات الاصطناعية مرنة وناعمة فهي أكثر أمانًا من المحركات التقليدية المستخدمة في الهياكل الخارجية الآلية الصلبة، على الرغم من قوتها، فإنها قاسية وغير مريحة.

 

 

طرح الباحثون عدة أفكار مختلفة حول كيفية تقصير العضلات الاصطناعية وخلق الحركة. يتكيف تصميم واحد مع محتوى عضلات الهواء، وهي بالونات فعالة تتوسع جانبيًا وتقصر في الطول لتعبئتها بالهواء.

 

يستخدم تصميم مقترح آخر الكهرباء لتقصير العضلة الاصطناعية المصنوعة من جل مادة هلامية موجودة بين صفيحتين نحاسيتين. تنجذب المادة الهلامية للمناطق ذات الجهد الكهربائي العالي. لذا فإن إنشاء جهدين كهربائيين مختلفين في الألواح يجبر المادة الهلامية بالانكماش حول واحدة منهما، مما يجعلهما أقرب معًا وتقصر العضلة.

 

تقنية أخرى متكاملة في السراويل المساعدة هي التحفيز الكهربائي الوظيفي (FES). يمكن للأقطاب الكهربائية المنسوجة في البنطلونات التي تقع بشكل استراتيجي على العضلات يمكن أن ترسل نبضات كهربائية مصممة خصيصًا إلى الجسم لاختطاف قناة الاتصال بين الدماغ والعضلات وقيادة العضلات بشكل مباشر للتعاقد. من خلال استخدام العضلات الموجودة تجاوز الدماغ، يمكن للسراويل المساعدة قيادة العضلات التي قد تكون على المرتدين صعبة الاستخدام. (على سبيل المثال بسبب السكتة الدماغية).

 

يمكن أن يساعد البنطلون أيضًا المستخدمين الذين يعانون من الوقوف لأي فترة من الوقت بفضل دعائم الركبة المصنوعة خصيصًا من البلاستيك والتي تتصلب عند تبريدها. يسمح التحكم في درجة الحرارة دعامة الركبة بالحركة أو الإغلاق في حالات للحفاظ على الوقوف دون الحاجة لبذل الكثير من الجهد من قبل العضلات (الحقيقية أو الاصطناعية).

 

تشمل الميزات الأخرى حزام أتوماتيكي، يستخدم آلية مشابهة لعضلات الهواء، لجعلها سهلة وآمنة عند اللبس وخلع السراويل.

 

يقترح الباحثون إنشاء نظام الكتروني مضمون يتلقى معلومات عن حركة مرتديها والحالة من أجهزة الاستشعار المضمونة في جميع أنحاء أماكن السراويل، ويتحكم بجميع الأنظمة لتكييف الحركات مع احتياجات المستخدم. من الممكن أن تسمح الالكترونيات المستخدمين بالتحكم في حركاتهم عبر أدوات التحكم المنسوجة مباشرةً على البنطلونات. ويتمثل التحدي في توقيت حركة العضلات الاصطناعية والتحفيز الكهربائي للعضلات الحقيقية استجابةً لموقف المستخدم.

 

 

التحديات المتبقية

 

تعتبر "السراويل الصحيحة" نادرة في نهجها لدمج أحدث الأبحاث والتقنيات الراسخة في النموذج المبدئي المنفرد. وبصرف النظر عن حداثة البنطلون الآلي، فإن ما يجعل الجهاز مقنعًا كتقنية مساعدة عملية هو حقيقة أنه يمكن تكييفه مع العديد من المستخدمين المختلفين. وهذا يثير الأمل في إمكانية اعتماده على نطاق واسع حيث فشلت مشاريع سابقة أخرى.

 

ومع ذلك، هذا هو النموذج الأولي فقط. من المحتمل أن يكون المنتج العامل على الأقل 5 سنوات مقبلة، ويجب الإجابة على الأسئلة المهمة للوصول إلى هذه المرحلة. أين ستخزن كل الطاقة التي تحتاجها؟ كيف يمكن تصغير كل الأنظمة ووضعها في البنطلون بحيث لا تصبح كبيرة الحجم ومحرجة عند اللبس؟ هل يمكن لوحة التحكم أن تتوقع بأفضل إجراء يتم أخذه وسط عقدة التغيير الدائم للبيئات الحقيقية التي سيمشي فيها المستخدمين؟

 

 

ليس الآن لدى التقنيات الأخرى القدرة على تحسين السراويل إلى أبعد من ذلك. يمكن استخدام واجهات الدماغ - الكمبيوتر لفك شفرة إشارات الدماغ المستخدمة حاليًا في الأنظمة التي تساعد العاجزين عن المشي للمشي مرةً أخرى. التحكم بسراويل المساعدة عن طريق إمكانية عمل جهد ملاحظ مرة أخرى لكثير من الناس.

 

 

المؤلف:

لوانيس ديمتريوس زولياس Loannis Dimitrios Zoulias: باحث ما بعد الدكتوراه في الهندسة الطبية الحيوية، جامعة ريدينغ.

 

اسم الموقع:

The Conversation

المصدر

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

Riyadh, Saudi Arabia

  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

الرياض، المملكة العربية السعودية