به گزارش همشهری آنلاین: نکته مهم‌تر البته غریبه بودن اعضای بدن روباتیک با سیستم عصبی انسان است که باعث دریافت و پردازش ضعیف سیگنال می‌شود. چالش‌هایی ازجمله بهینه‌سازی بهره‌وری انرژی و عمر باتری، سفارشی‌سازی پروتز برای حداکثر راحتی، تطبیق دستگاه برای کار مؤثر در زمین‌های ناهموار و بازخوردهای حسی مانند حس لامسه نیز از دیگر مواردی هستند که محققان برای رفع آنها در تلاش هستند.
اندام روباتیک چیست؟
اندام‌های مصنوعی، دستگاه‌ها یا بافت‌های مهندسی زیستی هستند که برای جایگزینی، تکثیر یا تقویت اندام‌های طبیعی ساخته شده و با بدن انسان ادغام می‌شوند. در این بین، پروتزهای ارتوپدی دستگاه‌هایی پزشکی هستند که برای جایگزینی استخوان‌ها و مفاصل ازدست‌رفته یا آسیب‌دیده طراحی شده‌اند. در طول سال‌ها، پیشرفت در علم مواد و فناوری پزشکی منجر به توسعه پروتزهای ارتوپدی پیچیده‌تر و کاربردی‌تر شده است، اما استفاده از این اندام‌ها گاهی دردسرساز می‌شود.
بیشتر بخوانید:
دست پرچالش
دست انسان یکی از پیچیده‌ترین بخش‌های بدن است که بیش از ۳۰عضله و ۲۷مفصل در کنار شبکه‌ای از رباط‌ها و تاندون‌ها و بیش از ۱۷هزار گیرنده لمسی و پایانه عصبی در کف دارد. این ویژگی‌ها به دست اجازه می‌دهد مجموعه‌ای از کارهای بسیار پیچیده را از طریق طیف گسترده‌ای از حرکات مختلف انجام دهد، اما پروتز دست فقط دارای یک مفصل در آرنج و یک توده ساکن در انتهاست. هر بار که حرکتی انجام می‌شود، دست روباتیک یاد می‌گیرد الگوها را تشخیص دهد.
حتی برداشتن چیزی به سادگی خودکار برای نوشتن، مستلزم ادغام یکپارچه بین بدن و مغز است. با این سطح از پیچیدگی، جای تعجب نیست که تلاش برای تطبیق‌پذیری روبات و مهارت دست انسان قرن‌هاست که به‌رغم همت متخصصان پزشکی و مهندسان به نتیجه مطلوبی نرسیده. از دست آهنی ابتدایی یک شوالیه آلمانی در قرن شانزدهم تا نخستین دست روباتیک جهان که بازخورد حسی دارد، هنوز هیچ کدام نتوانسته‌اند به توانایی‌های طبیعی دست انسان نزدیک شوند.
غریبه با سیستم عصبی بدن
یک چالش عمده در توسعه نسل بعدی پروتزهای ارتوپدی بهبود یکپارچگی آنها با استخوان‌ها، بافت‌های طبیعی و سیستم عصبی بدن است. این موضوع برای اطمینان از پایداری طولانی‌مدت پروتز، به حداکثر رساندن عملکرد آن و بازگرداندن تحرک به بیمار بسیار مهم است، اما در برخی موارد این هماهنگی عصبی و ارسال بموقع سیگنال به مغز طبق پیش‌بینی‌ها پیش نمی‌رود؛ مثلا پاهای مصنوعی روباتیک مدرن دارای حسگرها، محرک‌ها، ریزپردازنده‌ها و منابع انرژی هستند.
ایستادن، راه رفتن، بالا و پایین رفتن از پله‌ها و پیمایش در شیب‌ها و زمین‌های ناهموار و به‌ویژه انتقال بین این حرکات در روبات‌ها چالش‌برانگیز بوده است. اما چالش پاهای مصنوعی روباتیک در تکمیل این حرکات این است، که به سیستم عصبی مرکزی کاربر متصل نیستند و بنابراین هماهنگی ندارند. با این حال، تیم‌های تحقیقاتی برای بهبود اندام‌های مصنوعی روباتیک و تقلید از حرکات طبیعی انسان همچنان در تلاشند.
