دنیای رباتیک ناتوانایی‌های حرکتی را دگرگون می‌کند

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، رفتن ممکن است برای بسیاری از مردم بدون زحمت باشد، اما برای بعضی این وظیفه معمولی می‌تواند اغلب خسته کننده باشد. برای بیمارانی که در دوره بازتوانی بعد از جراحی یا سکته هستند، کسانیکه پارکینسون دارند، افرادی با توانایی حرکتی پایین، حتی برای سربازان یا آتش نشان‌ها که محموله‌های سنگین حمل می‌کنند، راه رفتن یا دویدن یک چالش است.

بسیاری از دانشمندان درباره این مشکل فکر کرده اند. تعدادی دستگاه‌های خارجی را توسعه داده اند که به وسیله کاربران پوشیده می‌شود و به آن‌ها اجازه می‌دهد راحت‌تر از حالت عادی حرکت کنند، راه بروند و بدوند. تنوع این «اسکلت‌های خارجی روباتیک» یا لباس‌های روباتیک طی چند سال با هدف کاهش مصرف انرژی توسعه یافته اند. پروف لی، از دانشگاه چانگ آنگ گفت: این اسکلت‌های خارجی بزرگ و سنگین اند و تجربیات نشان می‌دهند انرژی مصرفی برای دویدن یا راه رفتن با اضافه شدن وزن سنگین دستگاه بیشتر شده و از فواید کمکی رباتیک می‌کاهد.

مشکل این گروه تحقیقاتی، بیومکانیک‌های متفاوت راه رفتن و دویدن است. ساختن دستگاهی که هر دو هدف را دنبال کند چالش برانگیز است. برای حل این چالش دانشمندان لباسی را ارائه دادند که از جلیقه پارچه ای، کمربند وبند‌هایی برای ران درست شده و شبیه لباس‌هایی است که روزانه می‌پوشیم. این اجزا با سیم‌هایی بهم وصل شده اند و در آن‌ها باتری‌ها و دستگاه‌هایی شبیه موتور (محرک) تعبیه شده اند. این وسیله تنها ۵ کیلوگرم وزن دارد، به کمر وصل می‌شود و می‌تواند با کمک به عضلات مفاصل، دامنه حرکتی آن‌ها را بیشتر کند. علاوه بر این لباس می‌تواند بصورت خودکار حالت دستیابی بین راه رفتن و دویدن را تغییر بدهد تا به بیشترین کارایی برسد.

دانشمندان نمونه اولیه خود را روی تردمیل و زمین‌های مختلف آزمایش کردند تا ذخیره انرژی لباس در شرایط مختلف را بررسی کنند. آن‌ها از یک طرح استفاده کردند تا هنگام راه رفتن یا دویدن بازخورد آن‌ها به دستگاه را بررسی و حالت‌های مختلف دستیابی دستگاه را تنظیم کنند. این طرح به لباس اجازه می‌دهد تا انواع حرکت را با شناساگر هدف برای ذخیره انرژی تطبیق بدهد.

آزمایشات نشان میدهد که این طرح قادر است راه رفتن و دویدن را بیشتر از ۹۹.۹۸ درصد مواقع درست تشخیص بدهد.

دانشمندان طی بررسی عملکرد‌های دستیابی لباس فهمیدند که انرژی راه رفتن با این لباس ۹.۳ درصد و دویدن ۴ درصد کاهش می‌یابد. برخلاف لباس‌های قبلی که نیروی سنگینی روی زانو داشتند این دستگاه جدید با استفاده از دامنه حرکتی بیشتر می‌تواند سنگینی روی زانو‌ها را کم کند. همچنین با کنترل کردن انرژی این لباس روباتیک، افراد قادرند تا حرکات و عملکرد‌های بیشتری روی زمین‌های مختلف داشته باشند و به راحتی بین حالت راه رفتن و دویدن تغییر ایجاد کنند.