اعضای مصنوعی هوشمند چیست؟

اعضای مصنوعی هوشمند چگونه کمک به معلولان می کند؟

تعداد اندام مصنوعی هوشمند تا ده سال پیش انگشت شمار بودند. امروزه دستگاه‌های دارای موتورهای فعال برای کمک به حرکت بیمار در حال گسترش هستند. این دستگاه‌ها از یک منبع تغذیه برای فراهم آوردن انرژی لازم برای حرکت عضو مصنوعی استفاده می‌کنند. یکی از چالش‌های ساخت این دستگاه‌ها طراحی بخش کنترل دستگاه است. چنین دستگاهی به شکل خودکار حرکت می‌کند. به عبارت دیگر یک برنامه‌ی رایانه‌ای برای حرکت این دستگاه نوشته می‌شود. نوشتن این برنامه می‌تواند بسیار چالش برانگیز باشد. دستگاهی که به شکل خودکار بتواند خود را باحرکت‌های کاربر تنظیم کند، می‌تواند مثالی از اعضای مصنوعی هوشمند باشد.

برای بازسازی بخش‌هایی از اندام‌های بدن که به دلایل مختلف دچار آسیب و نقص هستند، سازه‌هایی ساخته می‌شود که به آن اندام مصنوعی می‌گویند. استفاده از این اندام جایگزین برای افرادی که دارای نقص عضو هستند باعث می‌شود، بتوانند تمام یا بخشی از عملکرد از دست رفته را جبران کنند.

اندام‌های مصنوعی انواع مختلفی دارند که هم می‌توانند برطرف کننده آسیب‌های پیش آمده شوند و یا اینکه فقط جنبه زیبایی داشته باشند.

ما در این مقاله قصد داریم، بصورت کلی به اندام‌های مصنوعی بپردازیم که توانسته‌اند، مشکلات و آسیب‌های ناشی از نقص یا عدم وجود یک عضو را در بدن جبران کنند.

کلینیک ما تمامی خدمات طراحی و ساخت اندام مصنوعی پیشرفته را با تکنولوژی اسکن و پرینت سه بعدی، بدون قالبگیری و زیر نظرعلوم پزشکی جمهوری اسلامی ایران به مددجویان عزیز ارائه میدهد.

تاریخچه استفاده از اندام‌های مصنوعی به زمان‌های بسیار دور بر می‌گردد. مصریان جزو پیشگامان تولید آن‌ بوده‌اند که عمدتا برای کامل شدن بدن و زیبایی مورد استفاده قرار می‌گرفت و جنس آن از فیبر بود.

انواع اندام مصنوعی

اندام‌های مصنوعی به ۲ دسته هوشمند و غیر هوشمند تقسیم بندی می‌شوند :

اندام مصنوعی غیر هوشمند

اندام‌های مصنوعی غیر هوشمند معمولا کارآیی زیادی ندارند، چرا که نمی‌توان احساسی را با آن‌ها تجربه کرد و به نوعی عموما برای تکمیل کردن بدن استفاده می‌شوند. اکثر این چنین اندام‌ها تنها می‌توانند نوع خاصی از عملکرد یک اندام طبیعی را جبران کنند و در واقع گستردگی زیادی ندارند.

این نوع اندام‌های غیر هوشمند عموما از جنس چوب، آلومینیوم و نوع خاصی از پلیمر است تا در عین سبک بودن، عملکرد مناسبی داشته باشد.

اندام مصنوعی هوشمند

اندام‌های مصنوعی که بصورت هوشمند ساخته می‌شوند، توانسته‌اند تحولی عظیم در صنعت تولید اندام‌های مصنوعی انجام دهند.

امروزه با کمک روش‌های مختلف تکنولوژی امکان کنترل این نوع اندام‌ها وجود دارد. بصورتیکه اطلاعات به دست آمده از امواج نوار عصبی یا نوار مغزی را به یک تراشه کوچک انتقال می‌دهند و از این طریق می‌توان بسیاری از حرکات یک اندام را بصورت طبیعی کنترل کرد.

امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی محققان موفق به ایجاد حس فیزیکی در اندام مصنوعی شوند. این عمل به کمک تراشه‌های الکتریکی صورت می‌گیرد و در واقع این تراشه نوعی انتقال دهنده است که حرکت را در اندام ایجاد می‌کند.

اندام‌های مصنوعی هوشمند عموما از جنس آلومینیوم و پلیمرهای سبک و مقاوم هستند که در عین حس راحتی بتوانند نیروی زیادی را نیز تحمل کنند و استحکام و مقاومت بالایی داشته باشند.

تجهیزات بکار رفته در این نوع اندام‌ها بسیار پیشرفته است، از این نظر قیمت آن‌ها بالا است و شاید عده کمی از اقشار جامعه، توانایی خرید آن را داشته باشند.

• دست مصنوعی هوشمند

تیمی از محققان در کشورهای اروپایی موفق به ساخت دستی هوشمند شدند که قابلیت لمس دارد.

محققان این رشته در پروژه Smart Hand موفق به ایجاد سیستمی شدند که قادر است اساسا مغز را فریب دهد و بصورتی عمل کند که مغز تصور کند یک دست واقعی به بازوی شخص وصل شده است.

دانشمندان در این پروژه با ترکیب علوم اعصاب، بیوتکنولوژی و فناوری‌های اطلاعات موفق شدند این احساس را به افراد دارای معلولیت(نقص عضو)بدهند که احساس داشتن دستی با توانایی بالا را داشته باشند.

رمز مهم در دستیابی به این موفقیت، توجه به ” احساس فانتوم ” است. در مغز نواحی مختلفی وجود دارد که هر بخش از آن مسیول هدایت و کنترل یک جزء از بدن می‌باشد و حتی زمانیکه شخصی دست خود را از دست می‌دهد، «ناحیه دست» که مربوط به کنترل و هدایت آن می‌باشد، هنوز در مغز وجود دارد و فعال است. این بدان معنا است که بدن هنوز توانایی تصور دست در حال حرکت را دارد.

محققان این پروژه دست هوشمندی ساخته‌اند که می‌تواند توسط افکار کنترل شوند. به عنوان مثال اگر شخص مورد نظر به باز و بسته کردن دست خود فکر کند. این سیگنال‌ها به پروتز دست ارسال می‌شود و انگشتان دست به ترتیتب حرکت می‌کنند.

موتورهای کوچکی در انگشتان تعبیه شده است که امکان حرکت جدا در انگشتان و حتی کنترل را به آن‌ها می‌دهد.

• ماهیچه مصنوعی خارجی

این نوع از ماهیچه‌های مصنوعی توسط موادی با قابلیت کشسان طراحی می‌شوند. کشسانی و فشردگی این ماهیچه‌ها با جریان الکتریکی تغییر می‌کند. پژوهشگران سویدی به روشی تازه برای ساخت دستگاه‌های پوشیدنی فعال دست یافتند که دیگر نیازی به موتور و قطعات مکانیکی ندارند.

برای ساخت این ماهیچه‌های مصنوعی، از پارچه‌هایی با جنس سلولز استفاده می‌کنند که بر روی آن، پوششی از جنس پلیمرهای فعال الکتریکی قرار می‌گیرد. این نوع پلیمرها رسانا هستند و هنگامیکه جریان الکتریکی در آن‌ها جریان یابد تغییر شکل می‌دهند.

پلیمرهای بکار رفته بسته به نوع قرار گیری می‌توانند ویژگی‌های منحصر به فردی را انجام دهند و همانند ماهیچه‌های طبیعی بدن عمل کنند. بکارگیری این روش جدید در فناوری‌های پوشیدنی نرم و قابل انعطاف این امکان را به افراد دارای معلولیت(نقص عضو)می‌دهد تا با آن احساس بدی نداشته باشند، زیرا مانند لباسی معمولی به نظر می‌رسد و جلب توجه نمی‌کند.

نتیجه

افراد دارای معلولیت(نقص عضو)در سرتاسر جهان با این عارضه دست و پنجه نرم می‌کنند. جنگ، عوامل مادرزادی، بیماری‌ها، تصادف و بروز حوادث مختلف از گذشته تا به امروز عامل بسیاری از معلولیت‌ها(نقص عضو)در انسان بوده است.

با گذر زمان و رشد تکنولوژی شاهد بهبود شرایط درمانی در افراد دارای معلولیت(نقص عضو) هستیم. امروزه بسیاری از محققان و دانشمندان در تلاش هستند تا با بهره گیری از علم و دانش خود اندام مصنوعی هوشمندی تولید کنند تا همه افراد جامعه از نظر دارا بودن شرایط اولیه یک زندگی عادی شبیه به یکدیگر را تجربه کنند.

خوشبختانه این تفکر روز به روز در حال پیشرفت است و این افراد دارای معلولیت(نقص عضو)می‌توانند شرایط بهتری را نسبت به گذشته داشته باشند.