"أبحث عن شراء خلية تحميل ذات 6 درجات حرية وقد أعجبت بخيارات Sunrise ذات الارتفاع المنخفض."----خبير أبحاث إعادة التأهيل
مصدر الصورة: مختبر علم الأعصاب الحيوي بجامعة ميشيغان
مع صعود الذكاء الاصطناعي، أحرز الباحثون في أمريكا الشمالية وأوروبا تقدمًا ملحوظًا في مجال البحث والتطوير في مجال إعادة التأهيل الطبي. ومن بين هذه التطورات، حظيت الأطراف الاصطناعية الذكية (الأطراف الاصطناعية الروبوتية) باهتمام كبير. ومن أهم مكوناتها وحدة التحكم في القوة. يدعم الطرف الاصطناعي التقليدي المستخدم بطريقة ثابتة، لذا غالبًا ما تحتاج أطراف المستخدم وأجزاء جسمه الأخرى إلى التعاون مع الطرف الاصطناعي الصلب لإكمال الحركة. ولا يقتصر الأمر على محدودية القدرة على الحركة فحسب، بل إن الحركة أيضًا غير منسقة. ومن السهل السقوط والإصابة بمضاعفات ثانوية، مما يخلق المزيد من الصعوبات والتحديات للمرضى. وبخلاف الأطراف الاصطناعية التقليدية، يمكن للأطراف الاصطناعية الروبوتية أن توفر للمستخدمين دعمًا إيجابيًا للتوازن بدلًا من دعم سلبي وفقًا لتغيرات ظروف الطريق والحركة، مما يسمح لهم بالتحرك بحرية أكبر وتحسين جودة حياتهم بشكل كبير.
مصدر الصورة: تصميم وتنفيذ سريري لساق صناعية مفتوحة المصدر، أليخاندرو ف. أزوكار. مجلة الهندسة الطبية الحيوية، المجلد.
وفقًا للإحصاءات، يوجد ما لا يقل عن 300,000 شخص مبتوري الأطراف في الولايات المتحدة. وفي الصين، يوجد 24.12 مليون شخص من ذوي الإعاقة الجسدية، منهم 2.26 مليون مبتوري الأطراف، و39.8% فقط منهم مُزوَّدون بأطراف اصطناعية. وتُشير الإحصاءات في العامين الماضيين إلى أن متوسط عدد حالات البتر الجديدة سنويًا في الصين يبلغ حوالي 200,000 حالة بسبب حوادث المرور والحوادث الصناعية وحوادث التعدين والأمراض. ويتزايد عدد حالات البتر بسبب مرض السكري بسرعة. كما يحتاج المرضى الذين يعانون من ضعف العضلات أو ضمور العضلات أو الشلل النصفي إلى مساعدات طبية مثل الهياكل الخارجية لمساعدتهم على الوقوف أو الحركة مرة أخرى. ولذلك، تحظى الأطراف الاصطناعية الذكية والهياكل الخارجية الذكية الأكثر كفاءة وموثوقية بطلب كبير في السوق وأهمية اجتماعية.
مصدر الصورة: مختبر أنظمة التحكم في الحركة بجامعة تكساس في دالاس
لتحقيق التحكم في قوة الأطراف الاصطناعية الذكية، يلزم وجود مستشعرات قوة بست درجات حرية لاستشعار تغيرات حالة الطريق آنيًا والتحكم الدقيق في مقدار القوة. إن تعقيد حالة الطريق، وتنوع الإجراءات، وقيود التكامل، تفرض متطلبات عالية جدًا على مستشعرات القوة بست درجات حرية. لا يقتصر الأمر على تلبية متطلبات نطاق القوة والعزم فحسب، بل يجب أيضًا أن تكون خفيفة الوزن ورقيقة. أفاد المستخدمون أنه بعد البحث، وجدوا أن مستشعرات القوة SRI M35 فائقة النحافة بست درجات حرية في السوق هي الوحيدة القادرة على تلبية جميع هذه المتطلبات.
تتضمن سلسلة M35 ثمانية عشر طرازًا، جميعها بسماكة أقل من سم واحد، وأصغرها بسماكة 7.5 مم فقط. جميع الأوزان أقل من 0.26 كجم، وأخفها وزنًا 0.01 كجم فقط. تبلغ نسبة اللاخطية والتباطؤ 1%، والتداخل أقل من 3%، وهي مصنوعة بتقنية مقياس الانفعال المصنوع من رقائق معدنية. يُعزى الأداء الممتاز لهذه المستشعرات الرقيقة والخفيفة والمدمجة إلى خبرة SRI الممتدة لثلاثين عامًا في التصميم، والتي بدأت من دمية حوادث السيارات الآمنة وتوسعت لتشمل ما بعد ذلك. تُستخدم هذه التقنيات الآن في أبحاث وتطوير الأطراف الاصطناعية الذكية لتعزيز سلامة المزيد من الأشخاص.
مصدر الصورة: مختبر علم الأعصاب الحيوية بجامعة ميشيغان، مختبر أنظمة التحكم في الحركة
علاوة على ذلك، تُعدّ أسعار مستشعرات SRI تنافسية للغاية مقارنةً بأسعار الشركات الكبرى الأخرى المُصنّعة لمستشعرات القوة. بفضل قوتها التقنية العالية وسعرها المناسب، انتشرت علامة SRI التجارية البسيطة عبر الأوساط العلمية، وتحظى بإعجاب كبير من قِبل أفضل مختبرات أبحاث إعادة التأهيل الطبي وصناعة الأطراف الصناعية الروبوتية. على مدار السنوات السبع الماضية، استخدم باحثون ومهندسون في مجال الإلكترونيات الحيوية والميكانيكا الحيوية من الولايات المتحدة الأمريكية والصين وكندا واليابان وإيطاليا وإسبانيا ودول أخرى مستشعرات SRI فائقة الرقة في أبحاث مبتكرة، ونشروا عددًا كبيرًا من الأوراق الأكاديمية، وحققوا تقدمًا ملحوظًا.
في المقال القادم، سنقدم تطبيق سلسلة SRI M35 فائقة الرقة في مجال إعادة التأهيل الطبي. بما في ذلك أحدث نتائج أبحاث الأطراف الاصطناعية الذكية والهياكل الخارجية الذكية المنشورة في مجلات مؤتمرات Nature وIEEE. تابعونا!
مرجع:
1. تعداد المرضى وتقديرات أخرى للأطراف الصناعية والأجهزة التقويمية في الولايات المتحدة الأمريكية، موريس أ. لوبلانك، ماجستير، أخصائي تقويم العظام
٢. تصميم وتطبيق سريري لساق صناعية مفتوحة المصدر، أليخاندرو ف. أزوكار. مجلة الهندسة الطبية الحيوية، المجلد.
٣. تصميم واعتماد دعامة الركبة والكاحل عالية القدرة، عالية عزم الدوران، وقابلة للدفع الخلفي. هانكي تشو، المؤتمر الدولي للروبوتات والأتمتة (ICRA) لعام ٢٠١٧، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات.