اختراع دست هوشمند ،ایران را در جایگاه سومین کشور دارنده تکنولوژی پروتز های هوشمند در دنیا قرار داد

اندامی مثل دست و پا که اهمیتش آنقدر هست که هزینه‌های بسیار زیاد مراحل تحقیق، ساخت و تولیدش توسط دولت‌ها تامین شود و چتر حمایت بر سر مخترعینی که در این زمینه فعالیت می‌کنند، هرگز برداشته نشود. چرا که نه تنها استفاده از این تجهیزات برای معلولین، امید به زندگی بهتر و در نتیجه جامعه شادتری را فراهم می‌کند، بلکه فروش این قطعات و تجهیزات نیز سود فراوانی را به جیب حامیان پروژه سرازیر خواهد کرد.

 زاویه دیدی که گویا در کشور ما نه تنها کم وجود دارد، بلکه حتی در حد حرف هم انجام نمی‌شود و اتفاقا مخترعین و علاقه‌مندان را به سمت انجام ندادنش سوق می‌دهند! در مورد موضوعی جالب قصد داریم صحبت‌کنیم پس در ادامه همراه ترنجی باشید.

هرچند این موضوع گوشه‌ای از مشکلات تولید تجهیزات پزشکی برای مخترعین جوان ایرانی است. سیاوش ظفر اسماعیلی بنا و فاطمه امینی اسفیدواجانی، دو مخترع جوانی هستند که یک دست هوشمند با قابلیت کنترل از طریق ذهن را تولید کرده‌اند. گفت‌و‌گوی «سپید» با آنها را بخوانید.

تفاوت دست هوشمندی که شما ساختید با نمونه‌های خارجی در چیست؟
» اسماعیلی: دست انسان ساختار پیچیده ای دارد و این پیچیدگی تاکنون مانع ساخت یک دست مصنوعی با مهارت های یک دست واقعی شده است. حساسیت بالا و ظرافت دست انسان و هزینه های بسیار بالا یکی از چالش هایی است که متخصصان برای ساخت دست مصنوعی با آن روبرو هستند. پیشرفت تکنولوژی اما دانشمندان را به امکان ساخت یک دست مصنوعی با قابلیت های دست انسان نزدیکتر کرده است.

ساخت یک دست مصنوعی هوشمند که بتواند کاملا همانند یک دست واقعی عمل کند یکی از برنامه های مرکز تحقیقات اتحادیه اروپاست. این هدف بتازگی توسط دانشمندان در دانشگاه “پی یر و ماری کوری” در پاریس به مرحله تحقق نزدیک شده است. محققان هفت کشور اتحادیه اروپا در ساخت این دست مصنوعی هوشمند مشارکت دارند در واقع ساخت دست مصنوعی یک چالش واقعی است و برای آن نیاز به بازسازی جزییات حرکت دست داریم که به خودی خود بسیار پیچیده است چون دست انسان خود را با نوع وسیله ای که در اختیار می گیرد، منطبق می کند. این انطباق، برای یک ماشین مکانیکی دشوار است.

در حال حاضر در دنیا تنها ۲ شرکت تاچ بایونیک و بی بایونیک این دست هوشمند را تولید کرده اند که بی بایونیک در حال حاضر درمرحله نمونه اولیه بوده اما تاچ بایونیک نمونه تجاری را هم ارائه کرده است و ما سومین تولید کننده این پرونز در دنیا هستیم. فرقی که محصول ما با آنها دارد، این است که نمونه تاچ بایونیک ۲ الکترود دارد که از طریق آن، حرکت‌های دست را شبیه‌سازی می‌کند، اما محدودیت‌هایی دارد که همه حرکات را نمی‌تواند تجزیه و تحلیل کند؛ وقتی دست جمع می‌شود، احتمال اینکه همه انگشتان جمع شود وجود دارد.اما در محصول ما، ۵ تا ۶ الکترود وجود دارد که تمام حرکات مفصل دست در همه انگشتان را داریم ..

در خصوص طراحی ویژه آن بگویید.

امینی : این دست مصنوعی قابلیت بلند کردن ۳۰ تا ۴۰ کیلوگرم را دارد و مجهز به حسگرهایی شده که با حرکت ماهیچه‌های بازو، تحریک می‌شوند. هر انگشت دست و هر بند انگشت مجهز به موتوری مجزاست تا حرکتش به سایر قسمت‌ها وابسته نباشد. عملکرد آن مشابه دست و با توجه به نیاز کاربر طراحی شده است. یعنی از ناحیه انگشت شست در جهت محور اصلی طراحی شده تا برای در دست گرفتن اشیا با قابلیت درک چگونگی حمل مناسب باشد. شکل اجسام را می‌تواند تحلیل کند و بهترین شیوه گرفتن آنها را انتخاب می‌کند. دارای ۶ سنسور است و قابلیت ارتقا تا ۸ سنسور را برای عضوهایی که به طور کامل قطع شده، جهت اتصال به بخش‌های دیگر داراست. اگر دست از ناحیه کتف قطع شده، با اتصال الکترودها به سینه و شانه، قابلیت کنترل حرکات از طریق فکر به او داده می‌شود. در طراحی آن به بازسازی جزییات حرکت دست، توجه شده؛ جزییاتی مثل چرخش خودکار الکترونیکی یا دستی از ناحیه مچ و شست در جهت محور. پروتز دارای یک روکش و یا دستکش سیلیکونی نیمه شفاف یا سیاه یا سفید است که با توجه به دست طبیعی طراحی شده و مزایای استفاده از آن اینست که امکان استفاده از صفحه نمایش لمسی برای گوشی های هوشمند و یا گرفتن قرص در دست را ارایه میدهد و از لحاظ زیبایی شاسی رنگ طبیعی دست است.

چه استراتژی‌های کنترلی خاصی برای آن در نظر گرفتید؟

اسماعیلی : دارای عملکرد تشخیصی لغزش جهت جلوگیری از سقوط اشیا است. برنامه‌های کاربردی برای تنظیم موقعیت
دارای برنامه های کاربردی موقعیت تنظیم استراحت کامل توسط کاربر و مدیریت بهینه قدرت اجازه استفاده گسترده از پروتز در طول روز.
طراحی ۲۴ حالت RTS برای گرفتن و فعال شدن توسط انقباضات عضلانی
کنترل الکترود ها و یا سنسورمقاومتهای با توان (FSR)

الکترودهای بسیار ریز به اعصاب محیطی ظریف فرد وصل میشوددر واقع حسگرهای دست مصنوعی اطلاعات لازم را اندازه‌گیری می‌کند و الگوریتم‌های کامپیوتری این اطلاعات را به تکانه‌های الکتریکی تبدیل می‌کندکه برای اعصاب قابل شناسایی و درک باشند. بعد چهار الکترود این تکانه‌ها را به اعصاب بازو می فرستند و از اینجا به بعد آنجه اتفاق می افتد مشابه یک فرد عادی است. احساس فشار و تشخیص سختی اشیا برای گرفتن آنها بسیار حیاتی است. به کمک این حواس متوجه شویم باید مثلا یک تخم‌مرغ را با چه فشاری برداریم، در غیر این صورت یا فشار انگشتان آن را خرد می‌کند یا اینکه می‌افتد.

پروژه را به صورت گروهی انجام دادید؟

اسماعیلی :در این پروژه فقط با فاطمه امینی همکاری کردیم که دانشجوی سال سوم پزشکی است. افرادی که با آنها صحبت کردیم به ساخته شدن دستگاه اعتقادی نداشتند و حتی دانشگاه و بعضی مراکز به ما گفتند اول بسازید و بعد بیایید. اکثر اجزای ساخت. موتور، سنسور و سایر وسایل مورد نیاز در ایران وجود داشت، اما از نظر برنامه‌نویسی و ایجاد یک الگوریتم اختصاصی مشکل وجود داشت و فکر نمی‌کردند ممکن باشد.

از نظر مالی حمایت شدید؟

اسماعیلی : با بودجه شخصی کار را شروع کردیم. برای اینکه نمونه اولیه را درست کنیم، بیش از ۸۰ میلیون تومان هزینه کردیم. ولی در تولید نهایی، هر کدام کمتر از ۱۰ میلیون تومان تمام می‌شود. از نمونه «تاچ‌بیونیک» که در انحصار انگلستان قرار دارد، فقط ۲ مدل در ایران خریداری شده و گویا هرکدام بیش از ۳۰۰ میلیون برای آن هزینه شده است.

جامعه هدف‌تان چه کسانی بودند؟

امینی : از این محصول می‌توان در ۳ حالت استفاده کرد که یکی بحث نظامی است یا جایی که نخواهیم از دست انسان استفاده شود. جانبازان یا کسانی که به دلیلی در سنوانح دست خود را از دست داده‌اند، می‌توانند از آن استفاده کنند متاسفانه در ایران سالانه بیش از ۳۰۰ هزار بر اثر سوانج رانندگی دچار معلولیت می شوند.

روی پروژه دیگری هم فکر کرده‌اید؟

اسماعیلی: در حال حاضر بروی پا و زانوی مصنوعی هوشمند کار می کنیم که به مراتب پیچیده تر است و تولید آن در انحصار آمریکاست وطرح ما در حال گذراندن مراحل پایانی و تست های بالینی است یکی از ویژکی های منحصر بفرد این طرح استفاده کامل فرد از این پروتز می باشد به صورتی که دیگر نیاز به ویلچر یا عصا نمی باشد و فرد آسیب دیده همانند یک فرد عادی می تواند راه برود یا حتی فوتبال بازی کند یا کوهنوردی کند و می تواند تا وزنی حدود ۱۲۰ کیلوگرم را تحمل کند..