منتظر اندام های مصنوعی آهنربایی باشید - وبلاگ رمزفا

به گزارش وبلاگ رمزفا، محققان دانشگاه ام آی تی، روش جدیدی را برای شبیه سازی پیغام های ماهیچه ها در اندام های مصنوعی توسعه داده اند.

به گزارش جام جم آنلاین به نقل از نیو اطلس، در حال حاضر بیشتر اندام های مصنوعی با استفاده از الکترود های کار گذاشته شده در بخش موجود از اندام کاربر کنترل می شوند. فناوری نو پیشرفته از سوی محققان ام آی تی نشان داده است که در صورت جایگزینی این الکترود ها با مهره های مغناطیسی کاشته شده می توان شاهد عملکرد بهتری در اندام مصنوعی بود.

در روش های معمول، الکترود ها یا در عضلات بازو یا پا کاشته می شوند، یا به پوست این نواحی چسبانده می شوند. در هر صورت، این الکترود ها باید بتوانند سیگنال های الکتریکی عضلات فرد که در هنگام کوشش او برای انجام کاری فراوری می شوند، را دریافت نمایند. پروتز بر اساس این پیغام های تشخیص داده شده، آغاز به حرکت می نماید و به کاربر اجازه می دهد تا کار مورد نظر را انجام دهد.

این فناوری با اسم الکترومیوگرافی (EMG) شناخته می گردد و به عقیده پروفسور هیو هِرر (Hugh Herr) محقق دانشگاه ام آی تی، یک راه چاره ایده آل برای افراد توان یاب نیست. او می گوید: هنگامی که از کنترل مبتنی بر ای ام جی استفاده می کنید، از یک سیگنال حد واسط استفاده می کنید. در این حالت پیغامی که از مغز به ماهیچه ارسال شده دریافت می گردد، اما آنچه را که عضله در واقع انجام می دهد، مدنظر قرار نمی گیرد.

وی با همکاری کامرون تیلور، دانشجوی پسادکتری و سایر همکاران، یک سیستم جایگزین به نام مگنتومیکرومتری (magnetomicrometry) توسعه داده است.

این فناوری جایگزین، شامل کاشت دو مهره مغناطیسی کوچک در هر یک از ماهیچه های اندام موجود و سپس استفاده از حسگر هایی است که در خارج از اندام قرار دارند. این حسگر ها نحوه تغییر فاصله بین دو آهنربا در هر عضله را کنترل می نماید. به این ترتیب، می توان فوراً میزان کشش یا انقباض هر عضله و حتی سرعت انقباض را تشخیص داد و در نتیجه آن پروتز می تواند به سرعت برای پاسخ فعال گردد.

در آنالیز های آزمایشگاهی، یک جفت مهره مغناطیسی به عرض سه میلی متر در عضلات ساق پای بوقلمون کاشته شد. هنگامی که مفاصل مچ پای پرنده به وسیله محققان حرکت داده شد، حسگر های مغناطیسی خارجی قادر به تشخیص و میزان گیری دقیق حرکات مربوط به ماهیچه ساق پا در عرض سه میلی ثانیه بودند.

هرر می گوید: با مگنتومیکرومتری، مستقیما طول و سرعت ماهیچه را میزان گیری می کنیم. سپس با یاری مدل سازی ریاضی کل اندام، می توانیم موقعیت های هدف و سرعت مفاصل پروتز را برای کنترل محاسبه کنیم، سپس یک راهنماییگر رباتیک ساده می تواند آن مفاصل را راهنمایی کند.

امید است که مطالعات بالینی بر روی افراد قطع عضو طی در چند سال آینده انجام گردد. در نهایت، این فناوری بعلاوه می تواند در بازگرداندن تحرک به افراد مبتلا به ضایعات نخاعی و کنترل اسکلت های بیرونی رباتیک کاربرد داشته باشد.

این فناوری در مقاله ای که اخیراً در مجله Science Robotics منتشر شده است، شرح داده شده است.