ساخت اندام‌های مصنوعی‌ که مثل اندام‌های واقعی کار می‌کنند

گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا- نسترن صائبی؛ اندام‌های مصنوعی از ابزاری که صرفا ظاهری شبیه به اندام واقعی داشتند، پیشرفت زیادی داشته‌اند و هم‌اکنون می‌توان با اندام‌های مصنوعی کارهای ظریفی مانند برداشتن تخم‌مرغ و لیوان و جابه‌جا کردن آنها را انجام داد.

به گفته جاستین سانچز، مدیر طرح‌های انقلابی اندام‌های مصنوعی دارپا، سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا، برای کارهایی مثل خنثی کردن مین چرا نباید از ربات‌ها استفاده کرد؟ فقط برای این کار باید ربات‌ها همانند یک دست واقعی کار کنند.

هدف نهایی علم رباتیک کمک به انسان است. ربات‌ها در کارخانه‌ها و ساخت‌وساز وسایل به کمک انسان می‌آیند و زندگی ما را آسان‌تر می‌کنند. هر چه تکامل و قابلیت‌های ربات‌ها بیشتر شود تاثیر مستقیم آن‌ها بر زندگی محسوس‌تر خواهد بود مانند بیمارستان‌ها و مراکز توانبخشی. در آینده نه چندان دور ربات‌ها رابطه نزدیک‌تری با انسان خواهند داشت به گونه‌ای که سایبرنتیک (cybernetic) به توانبخشی افراد معلول کمک می‌کند.

در ادامه به بهترین و هوشمندترین اندام‌های مصنوعی که تاکنون در جهان ساخته شده‌اند، اشاره می‌کنیم:

دست کنترل شونده با مغز

توانایی: لمس کردن و برداشتن اشیاء

اندام‌هایی که با کمک نیروی ذهن حرکت می‌کنند، اصلا چیز جدیدی نیستند اما دانشمندان دانشگاه پیتسبرگ روی دست مصنوعی‌ای کار می‌کنند که حس دارد. این دست مصنوعی سیم‌هایی دارد که آن را به مغز متصل می‌کند و در نتیجه زمانی که فشار اعمال می‌شود سیگنال‌هایی به قشر مغز ارسال می‌شود.

دستی که می‌بیند

توانایی: دیدن اشیاء اطراف

یک محقق ایرانی در دانشگاه نیوکسل بریتانیا یک بازوی مصنوعی ابداع کرده است که علاوه بر قابلیت‌های دست‌های مصنوعی دیگر، قابلیت یادگیری هم دارد و از دید دوربین و کامپیوتر برای شناسایی اشیایی که به آنها برخورد می‌کند، بهره می‌برد و بر اساس جنس و نوع شیء آن را لمس می‌کند و می‌گیرد.

یک دوربین ریز روی این دست تعبیه که از محیط و اشیاء اطرافش عکس می‌گیرد. این عکس‌ها سپس توسط هوش مصنوعی این دست پردازش می‌شوند و تصمیم می‌گیرد که شیء را بردارد و به سمت دهن کاربر ببرد.

دکتر کیانوش نظرپور، مدرس ارشد مهندسی پزشکی دانشگاه نیوکسل، در مورد این دست مصنوعی می‌گوید: «واکنش‌پذیری یکی از موانع مهمی است که در ساخت اندام مصنوعی با آن مواجه هستیم. حتی اندام‌های مصنوعی پیشرفته همانند بازوی لوک که فردی به نام دین کامن آن را طراحی کرده است، نسبت به دست واقعی خیلی کند حرکت می‌کند. اما ما با استفاده از دید یکپارچه کامپیوتری و پردازش خارجی، این دست مصنوعی را به گونه‌ای طراحی کرده‌ایم که می‌تواند در بازه زمانی هزارم ‌ثانیه واکنش نشان دهد».

کاربر این دست مصنوعی به راحتی می‌تواند در یک چشم به هم‌زدن یک فنجان و یک تکه بیسکویت را لمس کند و بردارد و در جهت درست به حرکت درآورد. این تیم تحقیقاتی از شبکه‌ عصبی مصنوعی استفاده کرده‌اند تا دست مصنوعی قابلیت یادگیری داشته باشد و بتواند آنچه را در نزدیکی‌اش وجود دارد تشخیص دهد و بر اساس آن نیروی وارد بر شیء را برای لمس یا برداشتن آن تنظیم کند.

به گفته وی، این دست مصنوعی چهار نوع عملکرد برای گرفتن اشیاء دارد: مچ دست خنثی (برای بلند کردن بطری شیشه‌ای)، مچ دست چرخشی (برای هل دادن جسم)، حالت سه‌پایه (برای بلند کردن توپ بولینگ) و حالت نیشگون گرفتن برای برداشتن اجسام ریز.

لینکس

توانایی: بالا رفتن از هر سربالایی

برخلاف پروتزهای قدیمی‌تر اندام‌های تحتانی، «لینکس» حتی زمانی که کاربرش نشسته است هم می‌تواند کار و حرکت کند. این پای مصنوعی که کمتر از 2/7 کیلوگرم وزن دارد، مجهز به هفت حسگر است که در حین حرکت اطلاعات مربوط به فعالیت پا را جمع‌آوری می‌کند تا بتواند آن را با شرایط جدید سازگار کند.

ببیونیک

توانایی: انجام همه حرکات انگشت

دست مصنوعی Bebionic یک دست مصنوعی همه‌فن حریف است که هر انگشت آن مجهز به یک موتور مجزاست تا فرد بتواند تمام انگشتان دست را حرکت دهد و اشیاء را بردارد. محل قرارگیری موتورها به‌ گونه‌ای است که استفاده از پروتز راحت باشد و سبک‌تر به نظر برسد.

این دست مصنوعی دارای ریزپردازنده‌های قوی است که به طور پیوسته وضعیت انگشتان را بررسی می‌کند تا فرد کنترل دقیق و قابل ‌اعتمادی روی حرکت دستان خود داشته باشد. با قابلیت کنترل سرعت کاربر قادر است کارهای ظریف مثل برداشتن یک تخم‌مرغ تا برداشتن یک لیوان را انجام دهد

میکل‌آنژ

توانایی: کشیدن شاهکارهای نقاشی‌

در حالی که بیشتر پروتزها شست بسیار سفتی دارند، شرکت «اوتوباک» دست مصنوعی‌ای طراحی کرده است که شست آن به‌ قدری نرم است که به راحتی می‌تواند قلمو را نگه دارد و شاهکارهای بزرگی خلق کند.

دست لوک

توانایی: دارای حس لامسه و با عملکردی شبیه به دست

بازوی مصنوعی LUKE که توسعه آن از هشت سال طول کشیده است، به دلیل دقت و قدرتی که دارد قرار است در اختیار کهنه سربازان نیروی نظامی آمریکا قرار گیرد.

جاستین سانچز به‌تازگی دو نسخه از این بازوی مصنوعی را به یک مرکز پزشکی ملی نظامی تحویل داده است تا نظامیانی که نیاز به بازوی مصنوعی دارند از آن‌ها استفاده کنند.

بازوی لوک برای این‌ که عملکردی به مراتب بهتر و با مهارت بیشتر و تجربیات حسی بالاتر داشته باشد با اتصال مستقیم بازو به سیستم عصبی مرکزی و محیطی فرد، ایجاد خواهد شد.

منبع: Wired