بازوی پروتز

هنگامی که کسی آسیب‌های جسمانی رنج می‌برد، انجام کارهای روزمره برایش می‌تواند دشوار باشد، اگر دچار نقص عضو شده باشد. کسی که یک دست یا هردو دستش را از دست می‌دهد نمی‌تواند دیگر چیزی را در دست بگیرد. برای کسی که روی صندلی چرخدار می‌نشید، حتی یک مانع کوچک می‌تواند راه او را مسدود کند. اما در روز 15 فوریه، محققان در یک نشست علمی بزرگ، چندین دستگاه جدید را برای غلبه بر چنین محدودیت‌های فیزیکی توسعه دادند. اکنون بسیاری از آزمایشات اولیه بر روی این دستگاه انجام می‌شود. آنها هنوز برای فروش آماده نیستند. اما در آینده‌ای نه چندان دور، نسخه‌های پیشرفته این دستگاه‌ها می‌توانند زندگی بسیاری از مردم را آسان‌تر کنند.

مثلا شخصی که دست خود را از دست داده است را تصور کنید. کیو جین چو می‌گوید این یک مشکل رایج در بسیاری از افراد است. او یک مهندس مکانیک در دانشگاه ملی سئول کره است. حدود 500 هزار نفر در هر سال مجبور به استفاده از صندلی چرخدار می‌شوند. چو می‌گوید، نیمی از آنها از ناحیه دست نیز آسیب دیده‌اند.
برای مقابله با این مشکل، چو و تیم او یک دستکش ساخته شده از مواد انعطاف پذیر و پلاستیکی طراحی کرده‌اند. این دستکش دارای سه انگشت است که بر روی انگشت شست، انگشت اشاره و انگشت میانی قرار می‌گیرد. سیم‌های متصل به این انگشتان می‌توانند توسط یک موتور کوچک حرکت داده شوند. موتور، که توسط یک سوئیچ ساده کنترل می‌شود، روی دستها باز می‌شود و پشت دست بسته می‌شود. نتیجه آن یک دستکش است که می‌تواند به افراد کمک کند تا اشیا را بگیرند.

گروه چو، اختراع خود را Exo Glove Poly نامگداری کردند. Exo از یک کلمه یونانی گرفته شده و به معنی "خارج" کردن است. این به این واقعیت اشاره دارد که این دستکش در خارج از بدن کاربر پوشیده می‌شود. Poly، نیز یک واژه یونانی به معنی "بسیار" است و به این واقعیت اشاره دارد که مواد لاستیکی دستکش دارای جنس پلیمری است. مزیت دیگر آن این است که ضد آب است. به این معنی که کاربران می‌توانند دست‌ها و ظروف را هنگام پوشیدن آن شستشو دهند. این دستکش همچنین می‌تواند وقتی که کثیف می‌شود، در آورده شده و شسته شود.
محققان دیگر نیز دستکش‌هایی را طراحی کرده‌اند که محرک‌های عصبی را بر روی عضلات بازوی کاربر ایجاد می‌کند و برای کنترل حرکات دست طراحی شده است. اما این دستگاه‌های قبلی نسبتا پیچیده بودند. او می‌گوید افرادی که Exo-Glove Poly را آزمایش کرده‌اند کار با آن را ساده بیان می‌کنند. مزیت دیگر آن این است که ضد آب است. به این معنی که کاربران می‌توانند دست‌ها و ظروف را هنگام پوشیدن آن شستشو دهند. این دستکش همچنین می‌تواند وقتی که کثیف می‌شود، در آورده شده و شسته شود.
 

کمک به پاهای فلج شده با استفاده از دوچرخه

رونالد تریولو می‌گوید در بعضی از افراد صدمه به ستون فقرات ایجاد می‌شود که باعث می‌شود دست‌ها یا پاهای فرد فلج شوند. در بسیاری از موارد این آسیب به ارتباط بین اعصاب دست یا پاها و نخاع یا مغز ارتباط دارد. در حال حاضر زمانی که مغز به اندام‌ها دستور حرکت می‌دهد و یا اعصاب "احساس درد" را دریافت می‌کنند، این پیام نمی‌تواند به محل هدفش برسد. او به عنوان یک مهندس زیست پزشکی در دانشگاه کارولینای شمالی در کلیولند، اوهایو کار می‌کند. این محققان از علم و ریاضی برای ایجاد چیزهایی مانند دستگاه‌های پزشکی استفاده می‌کنند.
تیم تریولو به دنبال کمک به اعصاب و ماهیچه‌هایی است که سالم باقی مانده‌اند، اما دیگر به یکدیگر متصل نیستند. برای انجام این کار، آنها یک دستگاه الکترونیکی برای تحریک اعصاب طراحی کرده‌اند. این شبیه به روش‌هایی است که یک ضربان ساز ضربان قلبی را برای انقباضاتش مهار می‌کند.
گام اول شامل جراحی برای کار گذاشتن الکترودها در کنار اعصاب در پای فلج شده است. با کار گذاشتن یک الکترود، پزشکان می‌توانند عضله‌ای را ایجاد کنند که حرکت ساده‌ای داشته باشد.
اقداماتی مانند راه رفتن یا باز کردن و بستن دست بسیار پیچیده است. آنها حرکت‌های هماهنگ میان بسیاری از عضلات را نیاز دارند. نه تنها مفاصل زیادی مورد نیاز است، بلکه باید با یک جریان دقیق یا الگو تحریک شوند.
 

دوچرخه سواری

حتی افرادی که پاهایشان فلج شده‌اند می‌توانند دوچرخه سواری کنند، در صورتی که عضلاتشان با شوک‌های کوچک در مسیر درست تحریک شوند.
تیم تریوولو فقط با چنین دستگاهی روبرو شده است. با استفاده از دنباله‌ای از سیگنال‌های الکتریکی برای تحریک پای فلج شده، می‌توانید حرکات مورد نیاز برای دوچرخه سوار شدن را ایجاد کنید.
یک کاربر می‌تواند از دوچرخه ثابت برای انجام ورزش استفاده کند. مطالعات نشان داده است که این ورزش موجب افزایش جریان خون می‌شود که می‌تواند به دلیل عدم استفاده از عضلات باشد و باعث از بین رفتن عضلات شود. این از بین رفتن به نام آتروفی عضلانی (AA-troh-fee) شناخته می‌شود.
اغلب سال‌ها طول می‌کشد که یک مهندس یک ایده را به یک محصول مفید برای فروش تبدیل کند. این تأخیر زمانی می‌تواند بسیار ناامید کننده باشد، به ویژه هنگامی که دستگاه برای کمک به کسی که معلول است استفاده می‌شود. اما یک رقابت مهندسی جدید ممکن است به دستاوردهای نوآورانه منجر شود که به افراد ناتوان کمک می‌کند. یک رقابت مهندسی جدید ممکن است به دستاوردهای نوآورانه منجر شود که به افراد ناتوان کمک می‌کند.
سیاتلون نام یک مسابقه است و این نام نشان می‌دهد که یک مسابقه برای سیستم‌های سایبری است. رابرت راینر می‌گوید: این رویداد به این منظور در نظر گرفته شده است تا تحقیقات جدید و بیشتری در زمینه عضله سازی در سراسر رشته‌ها (مانند پزشکی، رباتیک، مهندسی و شیمی) انجام شود. او یک مهندس مکانیک در موسسه فدرال سوئیس در زوریخ است. او همچنین متخصص طراحی پروتزهای اندام است. این دستگاه‌ها جای جزیی از بدن را می‌گیرند.
اولین سیاتلون در 8 اکتبر در زوریخ برنامه ریزی شده است. رینر می‌گوید، 80 تیم در این رقابت‌ها شرکت خواهند کرد. این تیم‌ها می‌توانند شامل هر تعداد شرکت کننده‌ای باشند، اما باید یک فرد معلول برای نشان دادن اینکه دستگاه برای نیازهای خاص او طراحی شده است، در تیم باشد. در حال حاضر، بیش از 70 تیم برای این رویداد ثبت نام کرده‌اند.

یک رویداد شامل دوچرخه سه یا چهار چرخ برای دوچرخه سواری در حدود 800 متر (0.5 مایل) است.
رینر توضیح می‌دهد: این رقابت بر " قدرت و سرعت " تمرکز ندارد. او می‌گوید: "همه چیز مربوط به تکمیل وظایف با موفقیت است." او می‌گوید مسابقاتی مانند این می‌تواند به سرعت روند طراحی برای چنین وسایلی کمک کند.
 

برگرفته از سایت ساینس نیوز فور استیودنتس