اميد تازه براي ساختن پاي مصنوعي

پژوهشگران آلماني با ايجاد نخستين آزمايشگاه «روبات راه رونده» در جهان، به دنبال تطبيق دقيق روبات راه رونده با سيستم حرکتي انسان و ساخت پروتز کامل پا هستند.

به گزارش سرويس بين‌الملل «تابناك»، تيم پژوهشي آزمايشگاه حرکت در مؤسسه علوم ورزشي دانشگاه فريدريش شيلر در شهر «ينا»، با طراحي سيستم حرکت پاي انسان در کامپيوتر، قصد دارد اين سيستم را بر مدل «روبات راه رونده» خود دقيقا پياده کند.
«آندره سيفارت»، مدير اين تيم مي‌گويد: ما در اين دانشگاه، نخستين آزمايشگاه «حرکت و راه رفتن براي روبات» را ايجاد کرده‌ايم.

به گفته سيفارت، دانشمندان مي‌خواهند در اين آزمايشگاه جديد که جامعه پژوهشي آلمان (د.اف.گ.) براي تهيه تجهيزات آن، هفتاد هزار يورو کمک کرده است، مدل‌هاي حرکت و راه رفتن را که در کامپيوتر طراحي کرده‌اند، روي مدل‌هاي مکانيکي و روبات آزمايش کنند.

بنا بر اين گزارش، پژوهشگران داده‌هاي کامپيوتري مورد نياز خود را از طريق آزمايش راه رفتن افراد و حيوانات در يک خط حرکت بزرگ کسب کردند که در آن، سنسورهاي بي‌شماري هر حرکت را اندازه‌گيري و ثبت کردند.

سيفارت مي‌گويد: هدف ما، درک کوچکترين جزييات سيستم حرکت پاي انسان است.
دانشمندان ينا با استفاده از اين داده‌ها و مشاهدات ما، مدل‌هايي را طراحي کرده‌اند و با کمک روبات، قابليت عمل آنها را آزمايش مي‌کنند.

حفظ تعادل روبات هنگام حرکت با سرعت بالا مشکل اصلي است و «موريتس ماوس»، پژوهشگر سيستم حرکت در دانشگاه ينا، روي اين موضوع کار مي‌کند.
ماوس تلاش دارد براي حفظ تعادل بالاتنه روبات، نيروي واکنش زمين را دايم بر يک نقطه دوار مجازي و مشخص در بالا تنه متمرکز کند.

او مي‌گويد: بر پايه مشاهدات ما، گشتاوري (عامل كارساز در دوران هر جسم به دور يک محور) که بايد بدين خاطر در ناحيه لگن روبات ايجاد شود، هنگام راه رفتن با گشتاور لگن انسان کاملا تطبيق دارد.

اين فيزيکدان با روبات خود به نام «پوگو والکر»، عملي بودن تئوري‌هاي خود را آزمايش مي‌کند.
اين روبات هنوز دو بعدي و صرفا در يک محيط و خط مشخص حرکت مي‌کند و از حرکت‌هاي جانبي آن جلوگيري مي‌شود، اما پژوهشگران قصد دارند به زودي با آزمايش حفظ تعادل اين روبات، آن را به گونه سه بعدي نيز راه بيندازند.

ماوس مي‌گويد: اين روبات با وجودي که به جاي يک پاي بزرگ، صرفا يک محل تماس نقطه شکل با زمين دارد، مي‌تواند تعادل خود را در يک سرعت 25 کيلومتر در ساعت نيز نگه دارد.
ماوس که عضو تيم پژوهشي دانشگاه يناست، افزود: ما براي به دست آوردن اين نتيجه تحول‌آور، تلاش مي‌کنيم که روبات‌ها و ساختارهاي صمغي (لاستيکي) و ارتجاعي بتوانند با حفظ تعادل و ثبات بالا تنه حرکت کرده و راه بروند.

اين تيم پژوهشي به علاوه پيرامون ساختار لگن به عنوان بخشي از سيستم حرکتي، نفوذ ماهچيه‌هاي مختلف پا و رديابي ابعاد عصبي (نويروني) هنگام راه رفتن نيز تحقيق مي‌کند.
سيفارت همچينن اظهار مي‌دارد: ما صرفا زماني که اصول پايه را به روشني درک کنيم، مي‌توانيم آنها را به طور مؤثر در سيستم‌هاي فني نيز مورد استفاده قرار دهيم. بدين خاطر ما در اين آزمايشگاه، روي پژوهش اصول پايه بيولوژي نيز کار مي‌کنيم.

اين پژوهشگر با ابراز اميدواري افزود: روزي اين اطلاعات و دانستني‌هاي ما به ساخت يک «پروتز پاي کامل» کمک خواهند کرد.

ترجمه: مرتضي جواديان
منبع: نشريه علمي ساينکس، سي‌ام ژوئيه 2008