راه رفتن بیماران قطع نخاعی به لطف ربات پوشیدنی XoMotion

برای بسیاری از افراد دارای آسیب نخاعی، حادثه‌ای ناگهانی مانند تصادف رانندگی یا سقوط از ارتفاع، آغازگر این چالش بوده است. اما داستان کلوئی آنگوس متفاوت است. او در سال ۲۰۱۵، در خانه‌اش بود که حس سوزن‌سوزن شدن در پای راستش آغاز شد و به تدریج حس هر دو پایش را از دست داد. پزشکان پس از تشخیص یک تومور خوش‌خیم در نخاعش که امکان جراحی آن وجود نداشت، اعلام کردند که او دیگر قادر به راه رفتن نخواهد بود. اما آنگوس، که یک طراح مد بین‌المللی است، هرگز با این سرنوشت کنار نیامد.

حالا، ده سال بعد، آنگوس در نمایشگاه CES 2024  با ربات پوشیدنی XoMotion  ساخت شرکت کانادایی Human in Motion Robotics، نه‌تنها راه می‌رود، بلکه می‌رقصد! او در این رویداد به حضار گفت:
“توانایی راه رفتن پس از آسیب نخاعی فوق‌العاده است، اما امکان رقصیدن یک تغییر بنیادین محسوب می‌شود.”

آغاز آزمایش‌های بالینی XoMotion

شرکت Human in Motion Robotics  قصد دارد از اواخر آوریل آزمایش‌های بالینی این فناوری را آغاز کند. در مرحله نخست، این دستگاه در مراکز توان‌بخشی مورد بررسی قرار می‌گیرد و پس از آن نسخه‌ای برای استفاده شخصی در منزل توسعه خواهد یافت.
XoMotion دومین ربات پوشیدنی خودمتعادل در جهان است، و کاربران با وجود این دستاورد نیازی به عصا یا واکر ندارند و می‌توانند دستان خود را آزادانه برای کارهای دیگر به کار بگیرند.

آنگوس معتقد است که امروزه، با پیشرفت فناوری، دیگر جمله “تو هرگز قادر به راه رفتن نخواهی بود” حقیقت ندارد.

تولد یک نوآوری

آنگوس که اکنون مدیر بخش تجربه کاربری در شرکت Human in Motion است، از سال ۲۰۱۶ با این شرکت همکاری داشته است. او در آن زمان با سیامک ارزان‌پور، دانشیار دانشگاه سایمون فریزر و ادوارد پارک آشنا شد که ایده ساخت یک ربات پوشیدنی خودمتعادل را داشتند.

در آن دوره، ربات‌های پوشیدنی متعددی در مراکز توان‌بخشی مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اما همه آن‌ها با چالش‌هایی مانند نیاز به عصا برای حفظ تعادل، محدودیت در حرکت به چپ و راست و مشکل در عبور از موانع روبه‌رو بودند.
آنگوس که در سال ۲۰۱۶ ربات پوشیدنی Ekso Bionics را آزمایش کرده بود، به این نتیجه رسید که:
“این فناوری جالب است، اما ما باید یک ربات پوشیدنی بهتر بسازیم.”

سیامک ارزان‌پور، مدیرعامل Human in Motion Robotics، معتقد است که چالش مهندسی ساخت یک ربات پوشیدنی خودمتعادل، ارزش حل کردن دارد. او می‌گوید:
“وقتی با کلوئی آشنا شدیم، فهمیدیم که آنچه در ذهن ما بود، دقیقاً همان چیزی است که کاربران نیاز دارند.”

عملکرد ربات پوشیدنی خودمتعادل چگونه است؟

XoMotion از فناوری‌های مشابه ربات‌های انسان‌نما بهره می‌برد و شامل موارد زیر است:
موتورهای الکتریکی (Actuators) در مفاصل مچ پا، زانو و لگن
حسگرهای متعدد برای ردیابی موقعیت بدن و محیط اطراف
پردازشگرهای پرسرعت برای تحلیل داده‌های حسگرها و تصمیم‌گیری در لحظه

در مقایسه با مدل‌های دیگر، XoMotion حجیم‌تر است، اما مزیت اصلی آن استقلال حرکتی کاربر است. همچنین، این مدل می‌تواند به افرادی که از نظر توانایی‌های بالاتنه محدودیت دارند نیز کمک کند.

یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این دستگاه، کنترل از راه دور از طریق اپلیکیشن موبایل است. آنگوس می‌تواند ربات پوشیدنی را از راه دور به سمت خود هدایت کند تا کنار ویلچرش قرار بگیرد. او بدون نیاز به کمک، خود را درون دستگاه قرار داده و حرکت را از طریق یک جوی‌استیک سیمی کنترل می‌کند. او توضیح می‌دهد که استفاده از اتصال سیمی به جای وای‌فای، امنیت بالاتری دارد:
“به این ترتیب، دیگر سیگنال وای‌فای قطع نمی‌شود.”

در حالت “مد رقص“، حسگرهای دستگاه به جای جوی‌استیک، حرکات ظریف بالاتنه را ثبت کرده و آن‌ها را به حرکات پا تبدیل می‌کنند.

چالش‌های توسعه ربات پوشیدنی خانگی

XoMotion اولین اسکلت بیرونی بدون نیاز به عصا نیست. شرکت Wandercraft در فرانسه نیز چنین دستگاهی را توسعه داده و مجوز استفاده در مراکز توان‌بخشی را در اروپا و آمریکا دریافت کرده است. اما ارزان‌پور تأکید دارد که XoMotion نسبت به Wandercraft مزایای فنی قابل‌توجهی دارد، از جمله:
تنظیم دقیق اتصالات رباتیک با مفاصل بدن برای جلوگیری از فشار نامتعارف
حسگرهای گشتاور (Torque Sensors) برای دریافت داده‌های دقیق‌تر از حرکات دستگاه

به گفته سایکات پال، استاد دانشگاه فناوری نیوجرسی که در آزمایش‌های Wandercraft مشارکت دارد، انتقال فناوری ربات پوشیدنی از کلینیک به خانه بسیار چالش‌برانگیز است:
“هر خانه با خانه دیگر تفاوت دارد، و محیط‌های خانگی چالش‌های مهندسی بیشتری نسبت به محیط‌های بالینی ایجاد می‌کنند.”

با این حال، آنگوس معتقد است که مهندسان Human in Motion می‌توانند در چند سال آینده بر این موانع غلبه کرده و XoMotion را به خانه‌های افراد نیازمند بیاورند. او با اشتیاق می‌گوید:
“شما حس نشستن در هواپیما برای ۱۴ ساعت را تصور کنید. بعد از این مدت، تنها چیزی که می‌خواهید، کشیدن بدنتان است. حالا تصور کنید که برای تمام عمر در آن وضعیت گیر کرده باشید!”

او رویای روزی را دارد که هر روز صبح XoMotion را بپوشد، چند حرکت کششی انجام دهد، برای همسرش صبحانه درست کند، و شاید هم چند دقیقه برقصد!

منبع: spectrum.ieee.org