پژوهشگران دانشگاه فنی مونیخ (TUM) شلوار رباتیکی توسعه دادهاند که به افراد کمک میکند تا راحتتر راه بروند و انرژی کمتری مصرف کنند. هدف از این اختراع، حفظ تحرک و سلامت افراد ضعیف و بهویژه سالمندان برای مدت زمان طولانیتر است.
“با این شلوارها میتوانید آرام راه بروید و بدوید.” این سخنان پروفسور لورنزو ماسیا از دانشگاه TUM است. “ما سیستمی توسعه دادهایم که باعث میشود افراد بخواهند بیشتر حرکت کنند. این همان مفهومی است که در دوچرخه برقی وجود دارد، اما برای راه رفتن.”
بر اساس تحلیلهای پژوهشگران، زمانی که یک فرد جوان ۵۰۰ متر از یک تپه با کمک شلوار رباتیک راه میرود، انرژی مصرفی (هزینه متابولیکی) نسبت به راه رفتن بدون کمک ۱۸% کاهش مییابد. برای یک فرد مسنتر که ۴۰۰ متر روی زمین صاف راه میرود، این میزان کاهش بیش از ۱۰% است. این اثرات معادل کاهش وزن ده یا شش کیلوگرم است. پژوهشگران همچنین نام مناسبی برای شلوار رباتیک خود انتخاب کردهاند: WalkON.
زمانی که دانشجوی دکترا انریکا تریکومی از حالت ایستاده به حالت راه رفتن منتقل میشود، دو تاندون مصنوعی نازک از ران تا کمربند شلوار به طور همزمان به سمت بالا کشیده میشوند و بار بخشی از عضلات فلکسر ران را کاهش میدهند. یک دستگاه اندازهگیری متصل به تاندونها زاویه و سرعت مفصل ران را تعیین میکند. این دستگاه سیگنالی به موتورهای شلوار ارسال میکند که به طور دقیق در مرحله انتقال به فاز حرکت آزاد پا در حین راه رفتن فعال میشود. چه یک فرد مسنتر باشد و چه یک نوجوان ورزشکار، “سیستم تشخیص میدهد که فرد با چه سرعتی حرکت میکند، به وزن هر پا تطبیق پیدا میکند و حمایت فردی را فراهم میآورد.” اینها توضیحات انریکا تریکومی است. شلوار رباتیک هوشمند او نیازی به تنظیمات پیشنیاز ندارد و تنها در چند دقیقه آماده استفاده میشود: واقعاً پلاگ اند پلی.
عامل سلامتی به ویژه برای سالمندان
پاسخهای یک پرسشنامه تکمیلشده توسط شرکتکنندگان نشاندهنده احساس کنترل قوی است، به طوری که شرکتکنندگان امتیازی متوسط بالای ۶ از یک مقیاس هفتنقطهای از صفر (هیچ کنترلی ممکن نیست) تا هفت (کنترل بسیار خوب ممکن است) دادهاند. “برای سالمندان بسیار مهم است که احساس امنیت کنند.” این گفتههای پروفسور ماسیا است که باور دارد سیستم او بهویژه برای افرادی که کمی ضعیف هستند ولی هنوز به واکر نیاز ندارند، مفید است.
این پروفسور که به تازگی از دانشگاه هایدلبرگ به موسسه رباتیک و هوش ماشینی مونیخ (MIRMI) در TUM به عنوان معاون مدیر منتقل شده است، سالمندان و همچنین افرادی که به دلیل بیماری ضعیف شدهاند، مانند کسانی که قلب یا ریه ضعیفی دارند، را بهعنوان گروه هدف توسعه میبیند. “راه رفتن به آنها کمک میکند تا متابولیسم خود را بهبود بخشند که این ممکن است اثرات مثبتی بر بیماریشان داشته باشد.” ماسیا افزود که این موضوع باعث میشود کاربران زمان بیشتری در بیرون سپری کنند و این امر آنها را از نظر فیزیکی مستقلتر و متحرکتر میکند. این امر به نوبه خود میتواند بر کیفیت زندگی آنها تأثیر مثبت بگذارد.
توسعه اسکلتهای بیرونی برای اوقات فراغت
برخلاف سیستمهایی که هماکنون در فروشگاههای خارج از منزل به عنوان اسکلتهای بیرونی شناخته میشوند، این یک فریم سخت نیست بلکه یک لباس نرم است. “WalkOn بیشتر شبیه لباس است و در مجموع هیچچیز بزرگتر از یک کولهپشتی کوچک ندارد.” اینها گفتههای انریکا تریکومی، دانشجوی دکترا است که سیستم را به تدریج در چهار سال گذشته به شکل کنونی آن تبدیل کرده است. پروفسور لورنزو ماسیا اطمینان دارد که در آینده، یک سیستم مدولار ایجاد خواهد شد که کاربران میتوانند آن را خودشان مونتاژ کنند: “در چند سال آینده، شما یک شلوار میخرید، یک موتور به آن متصل میکنید و دو کابل وصل میکنید. سیستم آماده خواهد بود تا شما را به کوهها ببرد.”
:References
Enrica Tricomi, Francesco Missiroli, Michele Xiloyannis, Nicola Lotti, Xiaohui Zhang, Marios Stefanakis, Maximilian Theisen, Jürgen Bauer, Clemens Becker, Lorenzo Masia. Soft robotic shorts improve outdoor walking efficiency in older adults. Nature Machine Intelligence, ۲۰۲۴; ۶ (۱۰): ۱۱۴۵ DOI: ۱۰.۱۰۳۸/s42256-024-00894-8