قفاز الهيكل الخارجي الذكي يعيد قبضة الأيدي المشلولة
طور الباحثون قفازًا هوائيًا ناعمًا يمكن أن يساعد الأشخاص المصابين بالشلل على استعادة القدرة على الإمساك بالأشياء اليومية وإمساكها. يستخدم “الهيكل الخارجي الناعم لليد”، الذي يمكن ارتداؤه، والذي أنشأته جامعة ميونيخ التقنية (TUM)، الإشارات الكهربائية من عضلات الساعد والتعلم الآلي لاكتشاف متى ينوي المستخدم التحرك. ثم يقوم بعد ذلك بنفخ وسائد هوائية ناعمة داخل القفاز لمساعدة حركات الأصابع والمعصم، مما يتيح للمستخدمين الإمساك بالأشياء بشكل آمن مثل الأكواب والأطباق والأواني. ووفقا للفريق، فإن أجهزة استشعار الحركة الإضافية تحافظ على قبضة قوية أثناء حمل الأشياء، مما يساعد على منع السقوط العرضي وتحسين الاستقلال للأشخاص المصابين بالشلل. تقنية القبضة الناعمة تم تصميم الهيكل الخارجي لليد الهوائية الناعمة لاستعادة القدرة على الإمساك للأشخاص ذوي الأيدي المشلولة. وعلى عكس الهياكل الخارجية الروبوتية الصلبة، تم تصميم النظام القابل للارتداء كقفاز قماشي خفيف الوزن مزود بوسائد هوائية قابلة للنفخ توفر مساعدة مرنة ومستهدفة للأصابع والمعصم. يتميز القفاز بشبكة مكونة من 13 أنبوبًا هوائيًا تعمل على نفخ غرف الهواء الفردية الموجودة على طول اليد. من خلال التحكم الدقيق في ضغط الهواء، يمكن للنظام ثني وتقويم كل إصبع بشكل مستقل مع المساعدة أيضًا في دوران المعصم. يتيح ذلك للمستخدمين أداء مهام الإمساك اليومية، مثل حمل الأطباق والأكواب والشوك والملاعق وغيرها من الأشياء المنزلية بقبضة آمنة. يمكن للأشخاص الذين يعانون من إعاقات شديدة استعادة القدرة على الإمساك بالأشياء بشكل أكثر فعالية بمساعدة القفاز. الائتمان: TUM يتم التحكم في الهيكل الخارجي باستخدام تخطيط كهربية العضل (EMG)، الذي يقيس الإشارات الكهربائية الصغيرة التي تولدها عضلات الساعد. تلتقط أجهزة الاستشعار الموضوعة على الساعد هذه الإشارات بشكل مستمر، بينما تقوم خوارزميات التعلم الآلي بتحليل البيانات في الوقت الفعلي للتنبؤ بالوقت الذي ينوي فيه مرتدي الجهاز الإمساك بجسم ما. بمجرد اكتشاف الحركة المقصودة، يقوم القفاز تلقائيًا بنفخ غرف الهواء المناسبة للمساعدة في الحركة. ولتحسين الموثوقية أثناء الاستخدام، يشتمل النظام أيضًا على أجهزة استشعار للحركة تكتشف حركات النقل بعد الإمساك بالجسم. تضمن هذه المستشعرات احتفاظ القفاز بقوة إمساك كافية أثناء حمل الجسم، مما يقلل من خطر السقوط العرضي ويتيح حركات يد أكثر أمانًا وطبيعية. هيكل خارجي ذكي للإمساك صمم الباحثون الهيكل الخارجي ذو اليد الناعمة ليجمع بين التنبؤ الذكي بالحركة وتصميم يمكن ارتداؤه خفيف الوزن وبأسعار معقولة. ويستخدم النظام خوارزميات التعلم الآلي لتفسير الإشارات الكهربائية الصادرة من عضلات ساعد مرتديه، مما يحقق التنبؤ بفهم النية بنسبة موثوقية تصل إلى 97 بالمائة. القفاز نفسه مصنوع من قماش غير مكلف ويحتوي على غرف هوائية قابلة للنفخ، مما يجعل هذه التكنولوجيا أقل تكلفة بكثير من العديد من أجهزة إعادة التأهيل الروبوتية التقليدية بينما تظل عملية للاستخدام اليومي. تم تطوير هذه التقنية واختبارها بالتعاون الوثيق مع شخص مصاب بالتصلب الجانبي الضموري (ALS)، وهو مرض عصبي تقدمي يدمر الخلايا العصبية التي تتحكم في حركة العضلات الإرادية تدريجيًا. في وقت الاختبار، احتفظ المشارك بحركة محدودة فقط في مفصل الإبهام الأول. قام الباحثون بربط جهاز استشعار تخطيط كهربية العضل (EMG) بالساعد للكشف عن النشاط الكهربائي من العضلة المثنية الطويلة لإبهام اليد. حتى هذه الإشارات العضلية الضعيفة كانت كافية لتحفيز وسائد الهواء الهوائية للقفاز. أثناء التجارب، نجح النظام في التعرف على الفهم المقصود للمستخدم في حوالي 90 بالمائة من المحاولات. كان المشارك قادرًا على التقاط الأشياء اليومية، وإمساك شوكة لأول مرة منذ أربع سنوات، والتعامل مع الكتل الصغيرة. ووجد الباحثون أيضًا أن التدريب لمدة خمس دقائق فقط باستخدام لعبة فيديو يتم التحكم فيها بالإبهام أدى إلى تحسين أداء المستخدم في الإمساك بشكل كبير، مما يدل على قدرة النظام على التكيف حتى مع الإعاقات العصبية الشديدة. وقال البروفيسور توبياس واشتر، طبيب الأعصاب في كلينيك باساور وولف، في بيان: “من حيث المبدأ، يمكن أن يساعد هذا القفاز الأشخاص الذين يعانون من الشلل الرخو، بما في ذلك، على سبيل المثال، الأشخاص الذين أصيبوا بتلف في الأعصاب الطرفية بعد حوادث الدراجات النارية أو الدراجات، أو المرضى الذين يعانون من اعتلال الأعصاب”.
تم النشر: 2026-07-07 15:29:00
