فناوری دست مصنوعی

در دست گرفتن اشیاء با فشار مناسب، بدون آسیب رساندن یا انداختن آنها، لمس کردن و حس کردن شکل و بافت چیزی، فعالیتی است که افراد سالم صدها بار در هر روز به صورت ناخودآگاه انجام می‌دهند بدون آنکه به آن فکر کنند. این حرکات توالی پیچیده‌ای را در بر می‌گیرند. پروتزهای کارکردی، که تا به حال در فیلم‌های علمی تخیلی معروف بوده‌اند و به شخصیت‌ها قدرت فراانسانی مصنوعی می‌بخشند، در واقعیت به همین صورت عمل نخواهند کرد. با این حال، پروتزها یا ارتزها، امکان انجام کارهایی را برای فرد استفاده‌کننده فراهم می‌کنند که برای بیشتر افراد به عنوان کارهای عادی تلقی می‌شوند.

????‍⚕️ با کلینیک امین طب، ما به شما کمک می‌کنیم تا با دست مصنوعی‌ با طراحی دقیق و کیفیت بالا، به زندگی عادی خود بازگردید. ما به شما وعده می‌دهیم که با استفاده از فناوری‌های پیشرفته و تجربه پزشکان ماهر، هیچ فرقی بین عضو مصنوعی و طبیعی حس نخواهید کرد.
???? با ما تماس بگیرید تا از جدیدترین تکنولوژی‌ها در زمینه دست‌های مصنوعی بهره‌مند شوید. امروز به امید یک زندگی بهتر با کلینیک امین طب.
???? تماس با ما: ۸۸۸۸۰۰۲۶ – ۰۲۱
کلینیک امین طب – به دنیایی از فرصت‌های جدید و امید بپیوندید.

حرکت غریزی

پروتز مایوالکتریک بیونیک یا پروتز هوشمند دارای وزنی بین 400 تا 600 گرم است که تقریباً به سنگینی دست معمولی می‌رسد. این پروتز با استفاده از سیگنال‌های ضعیف الکتریکی از بدن کنترل می‌شود. این سیگنال‌ها توسط انقباضات عضلانی تولید می‌شوند و می‌توان آنها را با استفاده از الکترودهایی روی پوست اندازه‌گیری کرد. این الکترودها می‌توانند سیگنال‌های مایوالکتریک را شناسایی کرده و آنها را به مرکز کنترل الکترونیکی ارسال کنند. سپس این سیگنال‌ها تقویت شده و برای فعال کردن 5 موتور الکتریکی کوچک (هر موتور مخصوص یک انگشت) استفاده می‌شود تا چهار انگشت و انگشت شست را حرکت دهد، به طوری که دست بدون نیاز به کمک باز و بسته می‌شود.

به این ترتیب، قدرت انقباض عضلانی سرعت و قدرت پنجه را کنترل می‌کند، به این صورت که یک سیگنال ضعیف حرکت کند را تولید می‌کند و سیگنال قوی حرکتی تند را تولید می‌کند. عضلاتی که برای باز و بسته کردن پروتز دست استفاده می‌شود، در واقع مسئول حرکت مچ در هر دست سالم و طبیعی هستند. افراد استفاده کننده از این نوع پروتزها باید در مورد تغییر عملکرد این عضلات آموزش ببینند. مغز انسان دارای قابلیت وفق پذیری بسیار بالاست و پس از یک مدت کوتاه، فرد حرکات را بصورت غریزی انجام می‌دهد، همانطور که راننده برای توقف ماشین پایش را بطور غریزی روی پدال ترمز می‌فشارد.

 موتورهای کوچک DC اضافی برای کنترل بیشتر روی دست

اولین دست مایوالکتریک که به بازار آمد در اوایل دهه 1980 بود. این دست‌های مصنوعی با یک موتور کار می‌کردند و مکانیسم گرفتن اشیاء در این دست‌های مصنوعی ساده بود، انگشت شست، اشاره و انگشت وسط را می‌توان به هم نزدیک کرد تا گرفتن اشیاء محکم‌تر شود. انگشت حلقه و انگشت کوچک تنها برای دلایل زیبایی ساخته می‌شدند و هیچ نیرویی در هنگام گرفتن اشیاء تولید نمی‌کردند. این مفهوم اساساً دست‌های هوشمند را در حدود ده سال پیش تغییر داد. امروزه مشخص شده است که اگر انعطاف پذیری بیشتری در دست وجود داشته باشد، فرد می‌پذیرد که نیروی کمتری برای گرفتن اشیاء داشته باشد. برای کنترل کردن انگشتان به صورت تکی، هر انگشت روی دست مصنوعی هوشمند باید با یک موتور الکتریکی مجزا مجهز شود. چهار موتور کوچک DC برای هر انگشت و در کف دست کار گذاشته می‌شود و موتور پنجم روی خود انگشت شست سوار می‌شود. کد کننده‌ها داخل موتور کار گذاشته می‌شود که دقیقاً موقعیت انگشت را در هر لحظه شناسایی می‌کنند. به لطف کنترل مجزای هر انگشت، انگشتان را می‌توان در 14 الگوی متفاوت گرفتن اشیاء در دست سازماندهی کرد. با الگوی کلید برای گرفتن اشیاء، که انگشت شست را بالا و پایین می‌برد در حالیکه سایر انگشتان خم هستند، می‌توانید اشیاء صاف را همچون بشقاب، کلید یا کارت بانکی را در دست بگیرید. با الگوی قلاب برای گرفتن اشیاء، بارهای سنگین تا 25 کیلوگرم را می‌توان حمل کرد، انگشت اشاره کاملاً باز اجازه استفاده از صفحه کلید و ریموت کنترل را می‌دهد. با الگوی قدرتی برای گرفتن اشیاء، انگشت شست در موقعیت متضاد با تمام انگشتان قرار گرفته و همه انگشتان بسته می‌شود تا وقتی که با مقاومت روبرو شوند. از این الگو برای گرفتن اشیاء که شکل نامتقارنی دارند همچون لیوان‌ها و گیلاس‌ها استفاده می‌شود. این موقعیت ظاهر بسیار طبیعی‌تری نسبت به الگوی گاز انبر دارد. گرفتن اشیاء در دست در صورتی که از تمام انگشتان استفاده شود از ثبات بیشتری برخوردار است.

افزایش اعتماد بنفس

فعالیت‌های روزمره را ساده‌تر می‌کند. در حقیقت، غالباً کارهای کوچک هستند که با پروتز ساده‌تر می‌شوند. در مجموع، استفاده از پروتزها موجب بهبود کیفیت زندگی می‌شوند. علاوه بر این، دست مصنوعی اثر روانی نیز دارد، بسیاری از کاربران گزارش کرده‌اند که احساسشان از خود ارزشمندی پس از استفاده از دست‌های مصنوعی هوشمند افزایش یافته و با پروتزهای پیشرفته خود احساس علاقه و صمیمیت می‌کنند. در این زمینه، طراحی جذاب پروتزها نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. در ابتدا قالب کلی ایجاد شد و سپس به دنبال راه‌حل‌هایی از قبیل نحوه جاسازی کردن عناصر شخصی جستجو گردید. پنج سال پیش، این موضوع برای دست‌های کوچک امکان پذیر نبود – تکنولوژی هنوز به قدر کافی پیشرفت نکرده بود. همچنین، موتورهای کوچک DC که برای همین استفاده مقدر شده بودند هنوز در فاز تولید و توسعه قرار داشتند. تیم‌های تحقیقاتی در هر دو طرف مرحله تولید و توسعه را به سرعت به پیشی برده و سری‌های موتورهای DC و پروتزهای دست را در یک زمان تولید کردند.

احساس طبیعی

اگر مسابقات ورزشی معلولین را دنبال کرده باشید، همچون پارا المپیک، از دیدن سطح پیشرقت‌های تکنولوژی پروتزها شگفت زده می‌شود. برای مثال، در تابستان سال 2014 یک ورزشکار آلمانی در رشته پرش طول به نام مارکوس رم، اجازه مسافرت برای شرکت در مسابقات قهرمانی ورزشکاران اروپایی را نیافت زیرا فدراسیون آلمان این نگرانی را داشت که با پروتز کربنی پای مصنوعی او، این ورزشکار از امتیازی در پرش برخوردار باشد که در هیچ یک از ورزشکاران معلول دیگر یافت نشود. و با این حال پروتزهای پیچیده ساخته شده از جنس کربن و سایر مواد یک نقطه منفی واضح دارد: کاربر نمی‌تواند دقیقاً مانند عضو از دست رفته بدن خود از این پروتزها استفاده کند. پروتزهای دست که در بازار موجودند حرکات عضلانی را حدوداً در باقیمانده عضو تشخیص می‌دهند و کاربر را قادر می‌سازند تا به راحتی دست خود را باز و بسته کرده و همچنین اشیاء را در دست بگیرد. ولی بدون بازخورد حسی به سیستم عصبی بدن، کاربر نمی‌تواند احساس کند که چه چیزی را می‌خواهد در دست بگیرد و بنابراین باید حواس خود را معطوف به پروتز نماید تا شیء له نشود یا نشکند.

تناظر با دست‌های طبیعی

دست مصنوعی، یک اختراع جدید که به کاربران امکانات خارق‌العاده‌ای را می‌دهد، به عنوان یک قدم بزرگ به سمت موفقیت برداشته شده است. با استفاده از این پروتز، کاربر می‌تواند اشیاء را با فشار مناسب در دست بگیرد و با استفاده از سنسورهای تماسی، می‌تواند ویژگی‌های آن شیء را نیز حس کند. علاوه بر این، کاربر حتی می‌تواند حس کننده دقیقاً کدام انگشت با شیء تماس دارد. اندازه و وزن پروتز با دست طبیعی کاملاً متناظر است که به کاربر احساس طبیعی می‌دهد.

دست مصنوعی با سنسورهایی تجهیز شده است که احساس لامسه را ثبت می‌کنند. پروتزها از طریق اندازه‌گیری فشار در تاندون‌های مصنوعی، حرکات انگشتان را کنترل می‌کنند. داده‌های ثبت شده سپس به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل شده و به اعصاب منتقل می‌شوند. این کار از طریق الکترودها به فیبرهای عصبی انجام می‌شود و سپس سیگنال‌ها به مغز کاربر منتقل می‌شود. کامپیوتر سیگنال‌های دریافتی از حسگرها را به پالس‌های ترجمه می‌کند که اعصاب می‌توانند تشخیص دهند. سپس این پالس‌ها از طریق الکترودها به عصب میانی (عصب مدین) و عصب اولنار (عصب زند زیرین) منتقل می‌شوند. به این ترتیب، دست مصنوعی به کاربر امکاناتی را می‌دهد که در گذشته فقط در دست‌های طبیعی بود.

دست مصنوعی معمولی یا هوشمند؟

تشخیص تفاوت‌های میان یک دست مصنوعی هوشمند و یک دست مصنوعی معمولی به شما کمک می‌کند تا بتوانید تصمیم بگیرید کدام نوع پروتز دست برای نیازهای خاص شما مناسب است. برای افرادی که در ناحیه دست قطع عضو شده‌اند، تطابق با پروتزهای دستی پیشرفته اولین مرحله مهم در راستای بازیابی و بهبود دوباره آزادی عمل و استقلال شخصی است. اما یکی از تصمیمات مهمی که بیماران باید درباره دست مصنوعی خود بگیرند، این است که آیا از دست مصنوعی معمولی استفاده کنند یا از نوع هوشمند؟ درک تفاوت‌های ابتدایی بین این دو گزینه به شما کمک می‌کند تا بهترین گزینه را بر اساس نیازهای خودتان انتخاب کنید.

شناخت دست مصنوعی هوشمند

پروتزهای الکتریکی، که به آنها پروتزهای مایوالکتریک نیز گفته می‌شود، با استفاده از سیگنال‌های الکتریکی کنترل می‌شوند که توسط عضلات بدن شما تولید می‌گردند. دقیقاً نحوه کار این پروتزها استفاده از عضلات شخص در قسمت باقی مانده از عضو برای کنترل عملکردهای دستگاه پروتز است. حسگر داخل دستگاه قادر است تا:

• سیگنال‌های الکتریکی را از این عضلات بگیرد.
• این سیگنال‌ها را به حرکات ترجمه کند.
• دستورات به نحو احسن اجرا کند.

این پروتزها گزینه‌ای بسیار عالی برای کسانی است که به دنبال پروتزهای طبیعی هستند که از اعصاب موجود برای استفاده کارکردی استفاده می‌کند. از طرف دیگر، این نوع از پروتزهای بالا تنه هزینه بالاتری نسبت به دست مصنوعی معمولی، دارند و ممکن است دوره عادت کردن بدن شخص به این پروتزها بیشتر از دست مصنوعی معمولی طول بکشد. علاوه بر این، منبع انرژی که پروتز را به کار می‌اندازد، به شارژ شدن منظم نیاز دارد یا ممکن است گهگاه نیاز باشد تا باتری آن تعویض شود.

شناخت دست مصنوعی معمولی

یک دست مصنوعی معمولی بر سیستمی از کابل‌ها یا پوشش‌ها استوار است (در بسیاری از موارد به همراه کنترل دستی) تا بتوان عضو را کنترل کرد. اساساً شما این نوع پروتزها را با سایر اعضای بدن همچون شانه، آرنج یا سینه کنترل کرده و راه می‌اندازید. برای بسیاری از بیماران:

• دست مصنوعی معمولی یک گزینه کاربردی است زیرا قیمت کمتری نسبت به گزینه‌های مایوالکتریک دارند و همچنین نیازی به یک منبع انرژی خارجی برای به کار انداختن آن نیست.
• پروتزهای معمولی همچنین یک دستگاه ثانویه فوق‌العاده هستند، زیرا برای استفاده در محیط‌های ناهموارتر عالی بوده و همچنین برای انجام یک سری وظایف مشکل ایده آل هستند.

البته باید این نکته را نیز خاطر نشان کرد که این گزینه معمولاً نیازمند صرف وقت برای یادگیری مهارت‌ها و دقت مناسب برای استفاده از موتورهاست، پس نمی‌تواند گزینه‌ای عالی برای همه باشد.

کدامیک برای شما مناسب است؟

حالا بهتر می‌توانید تفاوت میان این دو نوع دست مصنوعی را تشخیص دهید و احتمالاً در موقعیت بهتری قرار دارید تا تصمیم بگیرید کدام گزینه برایتان مناسب است. با این حال چند مورد ملاحظه دیگر نیز خاطر نشان می‌شود که در هنگام تصمیم گرفتن بهتر است به خاطر داشته باشید:

• بیشتر از پروتز چه استفاده‌ای دارید.
• وظایف شغلی یا تعهدات روزمره بخصوصتان چیست.
• توانایی/ تمایل برای شارژ کردن دستگاه مایو الکتریک.
• ناهمواری / دوام مورد نیاز در پروتز.

همچنین شاید بخواهید سطح معلولیت خود را نیز در نظر بگیرد، زیرا برخی از سطوح معمولیت شما را بیشتر از سایرین کاندید پروتزهای الکتریکی می‌کند. اینها، به همراه سایر عوامل مهم، باید با متخصص پروتز بررسی شود تا در نهایت به یک تصمیم منطقی برسید. در برخی موارد، منطقی‌تر است که از هر دو نوع پروتز استفاده کنید:

• یکی برای استفاده در اکثر مواقع
• دیگری برای استفاده در هنگام وظایف خاص

هنگامی که احساس کردید برای تصمیم گرفتن در مورد نوع پروتز نیاز به مشورت دارید، می‌توانید به ما مراجعه کنید.

“کپی فقط با ذکر منبع و لینک بلامانع است.”

دست انسان بسیار شگفت انگیز است و با آن کارهای زیادی از جمله برداشتن اشیا می توان انجام داد.

ساخت یک دست مصنوعی دارای تمام این قابلیت ها بسیار چالش برانگیز است. در این فعالیت علمی سعی خواهیم کرد یک پنجه ی مصنوعی ساده با قابلیت بلند کردن اشیای کوچک بسازیم.

پیش زمینه:

دست انسان دارای پنج انگشت، هر کدام با چند مفصل است. این مفاصل توسط عضلات و تاندون ها کنترل می شوند. عضلات به تاندون ها نیرو وارد می کنند و تاندون ها نیز مفصل ها را خم می کنند. دست انسان مفاصل بسیار مختلفی دارد و به همین دلیل بسیار انعطاف پذیر است و به راحتی قابلیت انجام انواع کارها را دارد. انسان در کودکی استفاده از دستان خود را می آموزد و زمانی که بزرگ می شود دیگر نیازی به فکر کردن برای استفاده از دست خود ندارد.

مرجع: youtube