أبحاث ودراسات تكنولوجيا اليد الصناعية.. إلى أين؟

تكنولوجيا اليد الصناعية

 

م. أحمد المجدوب

فى مقال سابق تم التطرق باختصار الى الاطراف الصناعية والحديث والجديد فى مجال الابحاث والدراسات ذات الصلة، وفيما بعد استكمالا لذاك الموضوع، فنظرا لاهمية اليد الصناعية لمن فقد او من يبحث ويدرس ويصنع اليد لتكون عوضا عن المفقود.

الجميع يعرف ان ما خلقه الله من اطراف بجسم الانسان لايمكن وجود البديل المماثل تماما ولا حتى القريب جدا، ومع ذلك العلماء والخبراء والمختصون كل منهم يحاول ايجاد بديل يساعد من فقد ويكون تعويضا صناعيا.

فقد اليد من الامور الصعبة نفسيا وعضويا سواء لمن فقد او من له علاقة به، ويظل موضوع البحث والدراسة والتطوير والنمذجة بالدول النامية خارج عن الامكانيات المختلفة بعضها مادى والاخر فنى او الاثنين، او قد يكون غير ذو اهتمام من بيدهم الامور.

لقد قطعت الأطراف الاصطناعية شوطا طويلا خلال نصف القرن الماضي أو نحو ذلك، ولقد ولت الأيام التي تكون فيها الأطراف الصناعية غير ذكية هو الخيار الوحيد، وقد أدت التطورات الجديدة اليوم إلى استخدام أطراف اصطناعية واقعية، والتي يمكن أن تسمح لمرتديها بالتحكم فيها بعقلهم، ومع ذلك لا تزال هناك بعض الطرق التي بها حتى أكثر الأيدى والساقين الاصطناعية عالية التكنولوجيا تأتي خجولة، وهناك قصور واحد مهم للغاية هو بامكانية الشعور بحاسية اللمس، فالآن طور العلماء طريقة يمكن من خلالها لبس طرف صناعي مما يساعد على نوعا من الشعور من قبل مرتديه، مما يسمح له بالتفاعل مع الأشياء بطريقة دون النظر الى الطرف، وهى خطوة كبيرة نحو جعل الأطراف الصناعية تشعر بأنها طبيعية مثل الحقيقية.

ما سياتى هو مجموعة من الابحاث والدراسات بدول متقدمة لها اهتمام وحرص وتقدم كل ما هو مطلوب ليتم اجراء تلك الابحاث والدراسات من  قبل من هم لهم اهتمام وعلم لمساعدة مبتورى الايدى لتعوضهم ولو جزئيا، مع ملاحظة ان جل ما سياتى قد يكون قيد البحث والدراسة والتجارب المعملية والنمجة ولم يصل الى المرحلة العملية والتجارية، اذ يقول الباحثون في المجال إن النتائج التي توصلوا إليها يمكن أن توفر رؤى جديدة لتوجيه استراتيجيات إعادة التأهيل وكذلك تصميم الأطراف الاصطناعية، وربما توجيه أنواع أخرى من التكنولوجيا لتعزيز المجال:

اولا: في عام 2014 أنتج الفريق الدولي للتطوير الذى اشتمل على مهندسين وعلماء أعصاب وجراحين وإلكترونيين وأخصائيين في مجال الروبوتات من إيطاليا وسويسرا  وألمانيا، حيث تم انتاج أول يد الكترونية في العالم، وتحتوي اليد الاصطناعية على مستشعرات تكشف عن معلومات حول ما إذا كان الجسم المراد التعامل معه ضعيفا أم صعبا، وترتبط هذه الرسائل بجهاز حاسوب في حقيبة ظهر تقوم بتحويل هذه الإشارات إلى لغة يفهمها الدماغ، ويتم نقل المعلومات إلى الدماغ عبر أقطاب كهربائية صغيرة مزروعة في الأعصاب في الجزء العلوي من الذراع، مما يساعد على الشعور بالعفوية كما لو كانت اليد حقيقية، والقدرة على القيام بأشياء كانت صعبة من قبل، مثل ارتداء الملابس وارتداء الحذاء وكل الأشياء العملية والمهمة.

هذا العمل يمثل تقدما آخر في التعويضية العصبية، والواجهة بين الالة والجسم البشري، وقد تكون اليد اليوم لا تزال نموذجا أوليا.

يقول الفريق العلمي إنهم يأملون في تصغير هذه التكنولوجيا بشكل أكبر حتى يمكن تسويق اليد الإلكترونية الحسية، لان المعدات الحسية والحاسوبية كانت أكبر من أن تترك المختبر، ويتم العمل لان تكون التكنولوجيا صغيرة بما يكفي لوضعها في حقيبة ظهر مما يجعلها محمولة، وقد تجعل التكنولوجيا الجديدة الأيدي الصناعية أسهل للاستخدام للمرضى.

ثانيا: البحث حول امكانية الاستطاعة على إقناع دماغ الشخص بأن الطرف الاصطناعي هو الطرف الحقيقي للشخص، ويمكن من جعل الأطراف الاصطناعية أكثر راحة وسهولة في الاستخدام، وقد حقق الباحثون أيضا في الاتصال بين المنطقة البصرية الانتقائية من ناحية ومنطقة القشرة الحسية التي من المتوقع أن تتحكم فيا اليد المفقودة، وقد وجد الباحثون أن هناك اتصالا أفضل بين هاتين المنطقتين في الدماغ لدى هؤلاء الأشخاص الذين استخدموا الأطراف الاصطناعية بانتظام.

ثالثا: تشير نتائج بحث ودراسة إلى أن العامل الرئيسي المحدد لما إذا كان الدماغ يستجيب بشكل مماثل ليد اصطناعي كما هو الحال في اليد الحقيقية هو الاستخدام التعويضي، وذلك نظرا لأن العديد من فقدوا أيديهم في مرحلة البلوغ، وجد أن أدمغتنهم يمكن أن تتكيف في أي مرحلة عمرية، وهو ما يتعارض مع النظريات الشائعة التي تعتمد على أن الدماغ يعتمد على التطور في وقت مبكر من الحياة، ويعتقد الخبراء ان الحاجز النهائي هو ببساطة مقدار ما يتم استخدامه للطرف الاصطناعي.

رابعا: طور الباحثون تكنولوجيا جديدة لفك الإشارات العصبية العضلية للسيطرة على المعصمين والأيدي الصناعية، ويعتمد العمل على نماذج الحاسوب التي تحاكي عن كثب سلوك الهياكل الطبيعية في الساعد والمعصم واليد، كما يمكن استخدام التكنولوجيا لتطوير أجهزة جديدة لواجهة الحاسوب للتطبيقات مثل الألعاب والتصميم بمساعدة الحاسوب.

خامسا: تعتمد الأطراف الصناعية الحديثة على أسلوب تعلم الآلة لإنشاء منهج التعرف على النمط للتحكم في الأطراف الصناعية، ويتطلب هذا النهج من المستخدمين “تعليم” الجهاز التعرف على أنماط معينة من النشاط العضلي وترجمتها إلى أوامر مثل فتح أو إغلاق يد اصطناعية، اذ يتطلب التحكم في التعرف على الأنماط أن يمر المرضى بعملية طويلة من تدريب الأطراف الصناعية، ويمكن أن تكون هذه العملية مملة ومستهلكة للوقت، وبالتالى بدلا من ذلك طور الباحثون نموذجا عاما للعضلات الهيكلية، حيث وضع الباحثون مجسات كهرومغناطيسية على سواعد مجموعة من المتطوعين قادرين جسديا، وتتبعوا بالضبط الإشارات العصبية العضلية التي أرسلت عندما قاموا بأفعال مختلفة مع معصميهم وأيديهم، ثم استخدمت تلك البيانات لإنشاء النموذج العام الذي ترجم تلك الإشارات العصبية والعضلية إلى الأوامر التي تتحكم بالتركيبة الاصطناعية التى تعمل بالطاقة.

سادسا: وجد العلماء انه عندما يفقد شخص ما يده  يكون دماغه شبكيا كما لو أن اليد ما زالت هناك، لذلك إذا أراد أحدهم التقاط كوب من الماء فإن الدماغ لا يزال يرسل هذه الإشارات إلى الساعد، وبالتالى قاموا باستخدام أجهزة الاستشعار لالتقاط تلك الإشارات، ثم نقل تلك البيانات إلى جهاز حاسوب حيث يتم إدخالها في نموذج عضلي خلوي افتراضي يأخذ النموذج مكان العضلات والمفاصل والعظام، ويحسب الحركات التي ستحدث إذا كانت اليد والرسغ لا يزالان كاملين، ثم ينقل تلك البيانات إلى معصم اليد الاصطناعية والتي تؤدي الحركات ذات الصلة في تنسيق الطريقة وفي الوقت الحقيقي، أكثر شبها بالحركة الطبيعية.

سابعا: من خلال دمج المعرفة بالعمليات البيولوجية وراء توليد الحركة، يمكن للبحاحثين من إنتاج واجهة عصبية جديدة للأطراف الصناعية تكون عامة لعدة مستخدمين، ويمكن الاعتماد عليها عبر أوضاع ذراع مختلفة.

ثامنا: تركز دراسة على قدرة الاهتزازات الخفية بالقرب من موقع البتر لتقليد الشعور بحركات العضلات الطبيعية التي تخبر الدماغ بما تفعله ألاطراف، حتى عندما لا تتم الاستطاعة برؤيتها، ولجعل الأطراف الصناعية التي يسيطر عليها العقل إمكانية لهم، وهذا ينطوي على توجيه الأعصاب في الجزء المتبقي من الذراع للسماح للأطراف الصناعية بالتقاط الإشارات وترجمتها إلى حركة.

تاسعا: تمثل الأطراف الصناعية مثل الأيدي جزء في الدماغ، اذ يمكن للدماغ البشري الاستفادة من موارده المخصصة أصلا للجهة لتمثيل طرف اصطناعي.

ختاما الامور لازالت على بعد سنوات من جعل كل ما سبق متاحا تجاريا للاستخدام السريري والعملى والتجارى، ومن الصعب التنبؤ بالتكلفة المحتملة، حيث أن العمل يركز على البرمجيات، وسيكون الجزء الأكبر من التكلفة لمبتوري الأطراف في الأجهزة التي تدير البرنامج بالفعل، ومع ذلك فإن النماذج متوافقة مع الأجهزة التعويضية المتوفرة.

كما يستكشف الباحثون فكرة دمج التعلم الآلي في النموذج العضلي الهيكلي العام، مما يجعل النموذج باستخدام الأطراف الاصطناعية أكثر فاعلية وموثوقية، فالتعلم الآلي يمكن أن يتيح للمستخدمين الحصول على تحكم أكثر دقة من خلال السماح للبرنامج بتعلم الاحتياجات والتفضيلات اليومية لكل شخص والتكيف بشكل أفضل مع مستخدم معين على المدى الطويل.

بالدول التى تتم بها الابحاث والدراسات الخاصة باليد الصناعية يتم التركيز والاهتمام على إجراء المزيد من التجارب لتحديد مدى فعالية الاهتزازات في المساعدة في الأنشطة اليومية مثل التقاط الأشياء.

اقترح تصحيحاً

اترك تعليقاً