ساخت زانوی مصنوعی غیرفعال توسط محققان دانشگاهی

پژوهشگران گروه هوش ماشین و رباتیک دانشگاه تهران موفق به طراحی و ساخت زانوی مصنوعی غیرفعال با عملکرد دوگانه برای قطع‌شدگی بالای زانو شدند.

به گزارش پرتو جنوب، دکتر رضوان نصیری، عضو هیات علمی گروه هوش ماشین و رباتیک دانشگاه تهران در گفت‌وگو با ایسنا، اظهار کرد: افراد قطع عضو بخش عمده جامعه ناتوانان جسمی کشور را تشکیل می‌دهند که شمار فراوانی از آن‌ها جانبازان هستند.

وی با ابراز تأسف از این‌که عموم اندام‌های مصنوعی موجود در کشور یا کیفیت مناسبی در ساخت و طراحی ندارند و یا قیمت گزافی دارند، افزود: از جمله مهم‌ترین این اندام مصنوعی، زانوی مصنوعی برای افراد قطع عضو بالای زانو است که به‌شدت برروی نحوه راه رفتن این افراد و عملکرد آن‌ها تاثیر دارد.

این پژوهشگر گروه هوش ماشین و رباتیک دانشگاه تهران، تصریح کرد: در همین راستا این گروه تحقیقاتی در قالب پروژه تحقیقاتی کارشناسی ارشد ایوب داوودی و زین‌العابدین سلیمانی از سال ۱۳۹۵ شروع به مطالعه در مورد بیومکانیک بدن در هنگام راه رفتن، نقش زانو و نحوه عملکرد زانو در هنگام راه رفتن و در نهایت طراحی یک زانوی مصنوعی مؤثر با هزینه تمام‌شده پایین کرد.

نصیری ادامه داد: با مطالعه بیومکانیک بدن انسان دریافتیم که زانو در هنگام راه‌رفتن عملکرد دوگانه دارد، به‌طوری‌که در هنگامی که روی زمین(Stance) است، دارای سختی زیاد و در هنگام تاب خوردن(Swing) سختی پایینی دارد.

وی با بیان این‌که بر همین اساس ماحصل این کار تحقیقاتی طراحی یک زانوی مصنوعی غیرفعال جدید با عملکرد دوگانه مشابه زانوی طبیعی بود، گفت: این طراحی بر روی افراد قطع عضو بالای زانو تست شد و در اداره ثبت اختراعات آمریکا نیز با عنوان Passive prosthetic knee در سال ۱۴۰۰ به ثبت رسید.

عضو هیات علمی گروه هوش ماشین و رباتیک دانشگاه تهران، توضیح داد: در ادامه تصویری از آزمایش انجام شده برروی یک قطع عضو توسط پای مصنوعی طراحی شده را می‌بینید. تحلیل‌های انجام شده عملکرد این زانوی مصنوعی را بسیار مناسب و در رده بهترین زانوهای مصنوعی طراحی شده توسط شرکت‌های بین‌المللی ارزیابی کرده‌اند.

تلاش پژوهشگران دانشگاه تهران برای طراحی اندام مصنوعی هوشمند

همچنین این پژوهشگر گروه هوش ماشین و رباتیک دانشگاه تهران، در ادامه از طراحی اندام مصنوعی هوشمند به‌عنوان پروژه فعلی، خبر داد و گفت: اگرچه تاکنون تحقیقات متعددی در حوزه طراحی و ساخت اندام مصنوعی چون دست و پای مصنوعی انجام شده است، اما اندام‌های مصنوعی طراحی شده هیچ‌ یک قابلیت اندام واقعی انسان را ندارند.

نصیری با بیان این‌که در واقع اندام مصنوعی تنها توسط فرد پوشیده می‌شوند و هیچ‌گاه به‌صورت واقعی به سیستم عصب و عضله فرد متصل نمی‌شوند، گفت: بنابراین به‌صورت مستقیم از مغز فرمان دریافت نمی‌کنند و برای مغز هم فرمان ارسال نمی‌کنند. بنابراین تا این مهم محقق نشود، اندام‌های مصنوعی به‌معنای واقعی قابل مقایسه با اندام واقعی نیستند، حتی اگر ظاهری کاملاً شبیه به بدن انسان را داشته باشند.

وی یادآور شد: در پروژه تحقیقاتی فعلی یک گروه با همکاری یک تیم ۱۰ نفره دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد دانشگاه تهران در حال طراحی اندام مصنوعی هستند که بتواند با مغز و سیستم عصب و عضله به‌صورت مستقیم در تعامل باشد.

عضو هیات علمی گروه هوش ماشین و رباتیک دانشگاه تهران، خاطرنشان کرد: هدف طراحی، ایجاد نسل جدیدی از اندام‌های مصنوعی است که عملکردی بسیار بهتر و با قابلیت‌های بیشتر و شبیه به اندام واقعی انسان را داشته باشند.