علیرضا محمدی، مهندس ارشد پژوهشی دانشگاه ملبورن، در توسعه نسل جدیدی از دستهای بیونیک نقش محوری دارد؛ فناوریای که با ترکیب رباتیک نرم، چاپ سهبعدی و حسگرهای مغناطیسی، برای حل برخی از مهمترین مشکلات پروتزهای اندام فوقانی طراحی شده است.
به گزارش دیدهبان علم ایران، یک استارتاپ شکلگرفته در دانشگاه ملبورن استرالیا در حال توسعه نسل جدیدی از پروتزهای بیونیک است که میتواند تجربه استفاده از اندام مصنوعی را برای افراد دارای قطع عضو تغییر دهد.
در مرکز این پروژه، دکتر علیرضا محمدی، مهندس ارشد پژوهشی در حوزه نورپروتزها در دانشگاه ملبورن، قرار دارد. حوزه پژوهشی او بر توسعه دستهای بیونیک برای افراد دارای قطع عضو اندام فوقانی، رباتیک پزشکی و فناوریهای مرتبط با تعامل انسان و پروتز متمرکز است.
از شنیدن مشکلات کاربران تا ساخت یک فناوری جدید
تیم پژوهشی به سرپرستی دکتر محمدی پیش از طراحی محصول، با ۶۰ فرد دارای قطع عضو، متخصصان بالینی و تأمینکنندگان تجهیزات پروتز گفتوگو کرد تا مهمترین مشکلات پروتزهای موجود را از نگاه استفادهکنندگان و متخصصان شناسایی کند.
نتیجه این بررسیها، شکلگیری شرکت Meablex و تلاش برای طراحی یک سیستم بیونیک بود که نهتنها عملکرد بهتری داشته باشد، بلکه استفاده از آن در زندگی روزمره نیز راحتتر باشد.
به گفته محمدی، بسیاری از دستهای بیونیک کنونی از مواد سخت و نسبتاً سنگین ساخته میشوند و همین مسئله میتواند هم راحتی کاربر را کاهش دهد و هم در صورت بروز نقص، خطرآفرین باشد. در فناوری جدید، پژوهشگران به سراغ مواد سبک و انعطافپذیر در رباتیک نرم و فناوریهای پیشرفته چاپ سهبعدی رفتهاند.
پروتزی که با تغییرات بدن کنار میآید
یکی از مهمترین نوآوریهای این پروژه، سوکت قابل تنظیم پروتز است؛ بخشی که پروتز را به اندام باقیمانده فرد متصل میکند.
در پروتزهای معمولی، این بخش اغلب ثابت است و تغییرات حجم اندام ناشی از ورزش، گرما، فعالیت روزانه یا حتی رشد کودکان میتواند باعث شود پروتز بیش از حد سفت یا شل شود.
تیم دکتر محمدی سوکتی طراحی کرده است که کاربر میتواند در لحظه و بدون مراجعه مجدد به کلینیک، میزان اتصال آن را تنظیم کند.
این قابلیت بهویژه برای کودکان اهمیت دارد؛ زیرا با رشد بدن، سوکت پروتزهای متعارف باید بهطور مکرر تعویض یا اصلاح شود؛ فرآیندی که هم هزینهبر است و هم ممکن است استفاده از پروتز را برای مدتی متوقف کند.
جایگزینی حسگرهای مغناطیسی با فناوریهای متعارف
نوآوری مهم دیگر این فناوری، سامانه کنترل مبتنی بر حسگرهای مغناطیسی است.
پروتزهای میوالکتریک معمولاً از سیگنالهای الکتریکی تولیدشده توسط عضلات برای تشخیص حرکت موردنظر کاربر استفاده میکنند. اما تعریق یا جابهجایی سوکت و الکترودها میتواند بر کیفیت این سیگنالها اثر بگذارد.
در فناوری توسعهیافته توسط تیم Meablex، حسگرهای مغناطیسی برای تشخیص حرکات ظریف عضلات به کار گرفته شدهاند. این حسگرها به گونهای طراحی شدهاند که در برابر تعریق نسبت به حسگرهای الکتریکی سطح پوست حساسیت کمتری داشته باشند.
به این ترتیب، سیستم تلاش میکند کنترل پروتز را در شرایط واقعی و متغیر زندگی روزمره پایدارتر و قابل اعتمادتر کند.
یک مسیر پژوهشی چندساله
فعالیتهای دکتر علیرضا محمدی در این حوزه به پروژه اخیر محدود نمیشود.
سوابق پژوهشی او در دانشگاه ملبورن نشان میدهد که طی سالهای گذشته روی رباتیک نرم، دستهای مصنوعی چاپ سهبعدی، حسگرهای لمسی، بازخورد حسی و رابطهای انسان ـ پروتز کار کرده است.
از جمله پژوهشهای او، طراحی یک دست مصنوعی رباتیک نرم و چاپ سهبعدی با قابلیت انجام حرکات متعدد است که در سال ۲۰۲۰ در مجله PLOS ONE منتشر شد. همچنین او در پروژههایی برای توسعه دستهای مصنوعی ویژه کودکان و فناوریهای بازخورد حسی برای پروتزهای اندام فوقانی مشارکت داشته است.
این مسیر پژوهشی اکنون به مرحلهای رسیده است که بخشی از فناوریهای توسعهیافته در محیط دانشگاهی، در قالب یک شرکت نوپا در حال حرکت به سوی آزمایش بالینی و تجاریسازی است.
حمایت از تجاریسازی یک ایده دانشگاهی
دانشگاه ملبورن در ژانویه ۲۰۲۶ اعلام کرد که پروژه دکتر محمدی برای توسعه یک بازوی بیونیک نسل جدید مجهز به سامانه هوشمند تشخیص حرکات عضلات، سوکت قابل تنظیم و دست مصنوعی سبکوزن X-Limb، از حمایت برنامه Economic Accelerator Ignite استرالیا برخوردار شده است.
این پروژه با همکاری دانشگاه ملبورن، بیمارستان سلطنتی کودکان، بنیاد Aussie Hands، شرکت Meablex و Capgemini Australia دنبال میشود. هدف آن، توسعه فناوریای است که بتواند استقلال افراد دارای قطع عضو اندام فوقانی را افزایش داده و هزینههای مربوط به پروتز را نیز کاهش دهد؛ موضوعی که بهویژه برای کودکان و مناطق کمبرخوردار اهمیت دارد.
چشمانداز؛ نزدیکتر شدن پروتز به نیازهای واقعی انسان
بر اساس گزارش دانشگاه ملبورن، نزدیک به ۲۴ میلیون نفر در جهان با از دست دادن اندام فوقانی زندگی میکنند و دسترسی به پروتزهای پیشرفته همچنان با محدودیتهای جدی روبهرو است. همچنین بخش قابل توجهی از افرادی که پروتز دریافت میکنند، در نهایت به دلیل وزن، ناراحتی، دشواری کنترل یا مشکلات مربوط به تناسب اندام، استفاده از آن را کنار میگذارند.
پروژهای که محمدی و همکارانش در دانشگاه ملبورن دنبال میکنند، تلاش دارد بخشی از این چالشها را نه صرفاً با افزودن فناوریهای پیچیده، بلکه با طراحی پروتزی سبکتر، راحتتر، قابل تنظیم و سازگارتر با تغییرات بدن انسان حل کند.
انتهای پیام
* نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند