استفاده از پروتزهای پیشرفته به افراد دارای نقص عضو کمک میکند تا بار دیگر توانایی ایستادن، راه رفتن و دویدن را به دست آورند؛ با این حال، این ارقام مصنوعی همیشه نمیتوانند به موقع هشدار دهند که سوکت آنها فشار بیش از حدی به بافت باقیمانده بدن وارد میکند.
این مسئله اهمیت زیادی دارد زیرا فشار بیش از حد یا نامتوازن در محل اتصال پروتز به بدن میتواند به بروز ناراحتی، التهاب و زخم منجر شود و تعادل و تحرک فرد را تحت تأثیر قرار دهد. اکنون گروهی از دانشمندان موفق به طراحی و ساخت حسگر الهامگرفته از طبیعت شدهاند که میتواند محل فشار را ردیابی کرده و الگوهایی را که نشاندهنده خطر آسیبدیدگی هستند، شناسایی کند.
جزئیات کامل این نوآوری در یک مقاله پژوهشی منتشرشده تشریح شده است و پژوهشگران آن را روی یک دست رباتیک و در قالب یک مطالعه امکانسنجی کوچک روی افراد دارای قطع عضو اندام تحتانی آزمایش کردهاند.
این پروتوتایپ در واقع یک اندام مصنوعی کامل نیست، بلکه به صورت یک لایه حسگر طراحی شده است که در درون سوکت و دقیقاً میان پروتز و عضو باقیمانده قرار میگیرد. این لایه مانند یک پوست مصنوعی عمل میکند و به پایش نقاط فشار، شدت و مدتزمان اعمال آن میپردازد.
فشارهای کوتاه و بیخطر به عنوان لمس معمولی پردازش میشوند، اما فشارهایی که ادامه پیدا کنند، تکرار شوند یا در چند نقطه مختلف شدت یابند، میتوانند یک هشدار زودهنگام مبنی بر خطر آسیبدیدگی بافت صادر کنند.
این سیستم از دو مسیر مکمل بهره میبرد؛ مسیر لامسه به سرعت محل و شدت فشار را گزارش میکند، در حالی که مسیر الهامگرفته از درد، سیگنالها را در طول زمان و در میان نقاط مختلف حسگر با یکدیگر ترکیب میکند.
هو پینگ وو، مهندس مکانیک از دانشگاه فناوری ژجیانگ و نویسنده ارشد این پژوهش، در این زمینه توضیح میدهد که این دستگاه نه درد را حس میکند و نه در کاربر درد به وجود میآورد، بلکه برخی از ویژگیهای پردازش اطلاعات مرتبط با درد مانند آستانههای محرک، حافظه و حساسیتزدایی را بازسازی میکند.
پژوهشگران در مرحله آزمایشگاهی، حسگرها را درون سوکتهای پروتز سه نفر از شرکتکنندگان قرار دادند و میزان فشار وارده را هنگام نشستن، راه رفتن، بالا رفتن از پلهها، دویدن و پریدن ثبت کردند. این فناوری جدید میتواند نقشی کلیدی در پیشگیری از آسیبهای پوستی ناشی از پروتز ایفا کند.
مسیر پیش رو و آینده این فناوری
اگرچه نتایج به دست آمده امیدوارکننده است، اما این پروژه همچنان در مراحل اولیه قرار دارد و نمونه اولیه سیمکشیشده باید به یک سیستم بیسیم فشرده و کممصرف تبدیل شود. بزرگسازی مقیاس و انجام مطالعات طولانیتر روی انواع مختلف قطع عضو برای اثبات کارایی این فناوری در زندگی روزمره ضروری است. این دستاورد ارزشمند در نشریه Cyborg and Bionic Systems ارائه شده است.
