موفقیت طراحی وساخت ربات کمک حرکتی آرنج و مچ

محقق دانشگاه صنعتی شریف موفق به طراحی، ساخت و کنترل ربات پوشیدنی کمک حرکتی برای آرنج و مچ دست بیماران ضایعه نخاعی در قالب پروژه کارشناسی ارشد خود شد.



ساخت و کنترل ربات کمک حرکتی توانبخش شریف اگزو(Sharif-Exo) با تلاش محققان دانشگاه صنعتی شریف محقق شد.

با توجه به تعداد بالای افراد سالخورده ،کار افتاده و دارای ناتوانی فیزیکی مانند کاهش یا عدم عملکرد در آرنج و مچ که به دلایل مختلفی چون؛ آسیب، جراحی‏های ورزشی، جراحی ستون فقرات و یا سکته ایجاد می‏شوند نیاز به طراحی ربات در این زمینه احساس می شد. 

بر همین اساس اسماعیل محمدی فلاورجانی، دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد بیومکانیک در دانشگاه صنعتی شریف با راهنمایی های دکتر حسن ظهور استاد دانشکده مهندسی مکانیک این دانشگاه، موفق به طراحی، ساخت و کنترل ربات پوشیدنی کمک حرکتی برای آرنج و مچ دست بیماران ضایعه نخاعی در قالب پروژه کارشناسی ارشد خود شده است.

هدف از طراحی و ساخت این ربات، کمک به دست بیماران ضایعه نخاعی با سطح ناکامل گردنی و یا افرادی است که دست آنها به دلایل مختلف در حرکت مفصل آرنج و مچ ناتوان شده و بازه حرکتی آن در حد چندین درجه است. با پوشیدن ربات و حرکت دست، ربات مسیر حرکت را تشخیص و ادامه حرکت را انجام خواهد داد. این عمل باعث تحریک اعصاب و جلوگیری از تنبل شدن عضلات درگیر و به مرور زمان افزایش بازه حرکتی آرنج و مچ می شود. 

بنا بر این گزارش؛ ربات شریف اگزو دارای دو درجه آزادی فلکشن-اکستنشن آرنج و مچ، دو مدل حرکتی و قابل نصب به روی هر دو دست است. اساس الگوریتم کنترلی این ربات بر پایه حرکت دست بیمار می باشد. سادگی و نوع روش کنترل، طراحی منحصر به فرد و قابل حمل بودن آن برای انواع بیمارن ضایعه نخاعی و سکته ی مغزی، از ویژگی های بارز این ربات شریفی می باشد.

طراحی و ساخت ربات شریف اگزو از سال 1389 آغاز و در سال 91 اولین نمونه آن ساخته شد. بعد از تست ربات بر روی تعدادی بیمار و انجام چندین مرحله بهینه سازی و با در نظر گرفتن الزامات مکانیکی، الکتریکی، توصیه های فیزوتراپ ها و نظرات بیماران، در سال 94 نمونه نهایی ساخته و پس از اخذ تاییده از مراکز دانشگاهی و توانبخشی، مراحل تست نهایی را برای مدت یک ماه در انجمن ضایعه نخاعی استان اصفهان سپری کرده است.

ساخت نمونه صنعتی و تجاری سازی این ربات با درجات آزادی بیشتر نیز هم اکنون توسط محمود حجازی و علی سلیمانی دو نفر از دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد با سرپرستی دکتر ظهور در دانشکده مهندسی مکانیک در حال طراحی و ساخت است. این ربات با درجات آزادی بیشتر و قابلیت کنترل از طریق سیگنال های عضلانی در حال طراحی و ساخت است تا در نهایت با هر هفت درجه آزادی دست بتواند برای همه افراد مذکور مورد استفاده قرار گیرد.

ربات شریف اگزو در جشنواره اختراعات رویش بنیاد نخبگان سال 94 حائز رتبه اول در مهندسی مکانیک شد. همچنین تاکنون دو مقاله ISI در زمینه طراحی مکانیک و کنترل و چندین کنفرانس داخلی و خارجی حاصل کار علمی این پروژه بوده است.