ساخت ربات پوشیدنی کمک‌حرکتی آرنج و مچ دست

محققان دانشگاه صنعتی شریف موفق به طراحی، ساخت و کنترل ربات پوشیدنی کمک حرکتی برای آرنج و مچ دست بیماران ضایعه نخاعی شدند.

با توجه به تعداد بالای افراد سالخورده، از کار افتاده و دارای ناتوانی فیزیکی مانند کاهش یا عدم عملکرد در آرنج و مچ که به دلایل مختلفی چون آسیب، جراحی‏‌های ورزشی، جراحی ستون فقرات و یا سکته ایجاد می‌‏شوند، نیاز به طراحی ربات در این زمینه احساس می‌شد. بر همین اساس اسماعیل محمدی فلاورجانی، دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد بیومکانیک در دانشگاه صنعتی شریف با راهنمایی‌های دکتر حسن ظهور استاد دانشکده مهندسی مکانیک این دانشگاه، موفق به طراحی، ساخت و کنترل ربات کمک حرکتی توانبخش شریف اگزو (Sharif-Exo) در قالب پروژه کارشناسی ارشد خود شده است.

هدف از طراحی و ساخت این ربات، کمک به دست بیماران ضایعه نخاعی با سطح ناکامل گردنی و یا افرادی است که دست آنها به دلایل مختلف در حرکت مفصل آرنج و مچ ناتوان شده و بازه حرکتی آن در حد چندین درجه است. با پوشیدن ربات و حرکت دست، ربات مسیر حرکت را تشخیص و ادامه حرکت را انجام خواهد داد. این عمل باعث تحریک اعصاب و جلوگیری از تنبل شدن عضلات درگیر و به مرور زمان افزایش بازه حرکتی آرنج و مچ می‌شود.

ربات شریف اگزو دارای دو درجه آزادی فلکشن/اکستنشن آرنج و مچ، دو مدل حرکتی و قابل نصب به روی هر دو دست است. اساس الگوریتم کنترلی این ربات بر پایه حرکت دست بیمار است. سادگی و نوع روش کنترل، طراحی منحصر به فرد و قابل حمل بودن آن برای انواع بیماران ضایعه نخاعی و سکته مغزی، از ویژگی‌های بارز این ربات شریفی محسوب می‌شود.

طراحی و ساخت ربات شریف اگزو از سال 1389 آغاز و در سال 91 اولین نمونه آن ساخته شد. بعد از تست ربات بر روی تعدادی بیمار و انجام چندین مرحله بهینه‌سازی و با در نظر گرفتن الزامات مکانیکی، الکتریکی، توصیه‌های فیزیوتراپ‌ها و نظرات بیماران، در سال 94 نمونه نهایی ساخته و پس از اخذ تائیدیه از مراکز دانشگاهی و توانبخشی، مراحل تست نهایی را برای مدت یک ماه در انجمن ضایعه نخاعی استان اصفهان سپری کرده است.

نمونه صنعتی و تجاری‌سازی این ربات با درجات آزادی بیشتر نیز هم‌اکنون توسط محمود حجازی و علی سلیمانی دو تن از دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد با سرپرستی دکتر ظهور در دانشکده مهندسی مکانیک در حال طراحی و ساخت است. این ربات با درجات آزادی بیشتر و قابلیت کنترل از طریق سیگنال‌های عضلانی در حال طراحی و ساخت است تا در نهایت با هر هفت درجه آزادی دست بتواند برای همه افراد مذکور مورد استفاده قرار گیرد.

ربات شریف اگزو در جشنواره اختراعات رویش بنیاد نخبگان سال 94 حائز رتبه اول در مهندسی مکانیک شد. همچنین تاکنون دو مقاله ISI در زمینه طراحی مکانیک و کنترل و چندین کنفرانس داخلی و خارجی حاصل کار علمی این پروژه بوده است.

بر اساس تحلیل بازار فروش توسط مجید محمدی کارشناس ارشد بازرگانی، نشان بر نیاز بازار و مراکز توانبخشی بر این دسته دستگاه‌های توانبخشی است. به طوری که دو نمونه از این ربات در این مدت به فروش رسیده است. ساخت نمونه صنعتی و تجاری‌سازی آن نیز توسط امیر محمدی کارشناس ارشد تولید، مورد امکان‌سنجی تولید قرار گرفته و بودجه‌ای در حدود 150 میلیون تومان برای تولید انبوه ارزیابی شده است.

منبع: ایسنا