التصميم

بدلة مساعدة ناعمة جديدة تجعل المشي أسهل بنسبة 23٪

بدلة مساعدة ناعمة جديدة تجعل المشي أسهل بنسبة 23٪


Exosuit عبارة عن روبوت يمكن ارتداؤه مصنوع من منسوجات وظيفية وتشغيل قائم على الكابل ونظام تحكم مستوحى من الناحية البيولوجية. يستهدفون بشكل مباشر مفاصل الكاحل. على الرغم من أن الباحثين في معهد Harvard Wyss قد عملوا على ارتداء بدلة خارجية ناعمة لسنوات ، فقد قدموا دليلاً على المفهوم في عام 2016. الآن يكشف الباحثون عن مدى قدرة البدلة على مساعدة مرتديها من خلال دراسة حديثة.

وفقًا لدراسة جديدة نُشرت كمقالة غلاف في Science Robotics ، فإن Exosuit من Harvard يقلل من الطاقة التي يحتاجها المستخدم لممارسة الرياضة أثناء المشي ، بنسبة 23 بالمائة. تتألف مجموعة الاختبار من سبعة يرتدون ملابس صحية. تهدف Exosuit ، التي تستهدف مفاصل معينة للساق ، إلى تقديم المساعدة للأشخاص الذين يحملون أحمالًا ثقيلة وللمعاقين. الدعوى مصنوعة من منسوجات وظيفية ، وتشغيل قائم على الكابل ، ونظام تحكم مستوحى من الناحية البيولوجية.

[مصدر الصورة: معهد ويس]

قام الباحثون بحساب التأثير على مفاصل مرتديها مع المنسوجات الخفيفة القابلة للارتداء وكابلات السحب. بالإضافة إلى ذلك ، قاموا بإزالة وحدات التشغيل والإلكترونيات والبطارية.

وجد الفريق أنه مع زيادة مستويات المساعدة ، قام مرتديها بتكييف وتيرتهم بشكل كبير ومع ذلك ، كانت أهم التغييرات في مفصل الكاحل والورك. هذا بسبب اقتران الأشرطة الإضافية من الجزء الخلفي من أسفل الساق إلى مقدمة الورك.

تم دعم الدراسة متعددة الأوجه من قبل معهد Wyss للهندسة المستوحاة بيولوجيًا ، كلية هارفارد جون إيه بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية. بالإضافة إلى ذلك ، برنامج Warrior Web التابع لوكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) ، والمؤسسة الوطنية للعلوم ، ومنحة Samsung الدراسية ، ومؤسسة ساو باولو للأبحاث ، ومؤسسة روبرت بوش Stiftung.

يقود الفريق كونور والش ، عضو هيئة التدريس الأساسي في معهد Wyss جنبًا إلى جنب مع الأستاذ المساعد جون لوب للهندسة والعلوم التطبيقية في كلية هارفارد جون أ.بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) ومؤسس مختبر هارفارد بيوديزاين. .

"في مجموعة اختبار مكونة من سبعة مرتدين يتمتعون بصحة جيدة ، لاحظنا بوضوح أنه كلما زادت المساعدة المقدمة لمفاصل الكاحل ، زادت الطاقة التي يمكن لمرتديها توفير الطاقة مع الحد الأقصى من التخفيض بنسبة 23٪ تقريبًا مقارنة بالمشي مع إيقاف تشغيل البدلة الخارجية" والش. "على حد علمنا ، هذا هو أعلى انخفاض نسبي في إنفاق الطاقة لوحظ حتى الآن مع هيكل خارجي مرتبط أو بدلة خارجية."

وقد أشارت دراسات أخرى إلى أنه يمكن أن يكون هناك انتقال للطاقة بين الكاحل والمفاصل الأخرى. ومع ذلك ، من خلال وجود نسيج يربط الكاحل والورك ببدلتنا الخارجية الناعمة ، ربما يكون قد أدى إلى تضخيم هذا التأثير ، مما أدى إلى توفير كبير في الطاقة وجدنا "، كما يقول بريندان كوينليفان ، طالب دراسات عليا يعمل مع والش. بريندان هو أيضًا أحد أول مؤلفي الدراسة.

بالإضافة إلى ذلك ، يقر المؤلفون بضرورة إجراء مزيد من الدراسات لمقارنة تأثيرات الإصدارات التي يرتديها الجسم بالكامل. تحدد هذه الدراسات تأثير التكنولوجيا حيث يحمل مرتديها وزن التشغيل والبطارية.

تتميز البدلة الخارجية بالعديد من المزايا عند مقارنتها بالهيكل الخارجي التقليدي. الجزء البالي من الدعوى خفيف للغاية. علاوة على ذلك ، فإن مفاصل مرتديها لا تعيقها الهياكل الخارجية الصلبة. وبذلك يكون للبدلة حد أدنى من التدخل غير المقصود في الميكانيكا الحيوية الطبيعية للجسم.

"ستساعدنا نتائج هذا البحث في العثور على نقطة جيدة بين وزن النظام الإضافي ومقدار القوة المطبقة لتحقيق أقصى قدر من الفوائد في إنفاق الطاقة لدى مرتديها. إن تحديد هذه الترابطات في الأشخاص الأصحاء سيساعدنا في النهاية أيضًا على تصميم إصدارات مناسبة للأشخاص الذين يعانون من اضطرابات في المشي "، كما يقول سانغ جون لي. Sangjun هو أيضًا طالب دراسات عليا في فريق Walsh ومؤلف أول مشارك للدراسة.

يقول دونالد إنجبر ، المدير المؤسس لمعهد ويس: "تمثل هذه الدراسة خطوة رئيسية أخرى إلى الأمام على طول الطريق الذي سيجلب هذا النوع الجديد من" الروبوت القابل للارتداء "إلى السوق حيث سيساعد الجنود والعاملين ، بالإضافة إلى المرضى ذوي الإعاقة". دونالد إنجبر ، دكتور في الطب ، دكتوراه ، هو أيضًا أستاذ جودا فولكمان لبيولوجيا الأوعية الدموية في كلية الطب بجامعة هارفارد وأستاذ الهندسة الحيوية في هارفارد SEAS.

شاهد كيف يجعل الروبوت الحياة أسهل:

عبر معهد Wyss في جامعة هارفارد ، إنجادجيت

انظر أيضًا: الهيكل الخارجي الجديد يسمح لك بالشعور بداخلك في الواقع الافتراضي

بقلم Alekhya Sai Punnamaraju


شاهد الفيديو: كيف نزل وزني 15 كيلو بدون رجيم الحمدلله