روبوت قابل للارتداء يسمح للأشخاص ذوي الإعاقة بارتدائه من كراسيهم (شاهد)

كشف باحثون في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST)، عن روبوت جديد يمكن ارتداؤه تم تطويره للأشخاص المصابين بالشلل التام والذي يمكنه المشي إليهم حتى يتمكن المستخدم من ارتدائه مباشرة من كراسيهم المتحركة دون مساعدة من الآخرين.

كما أنه تم الإعلان أن فريق البروفيسور كيونغ تشول كونغ من KAIST سيشارك في فئة الروبوتات القابلة للارتداء في Cybathlon الثالث، والذي يُعقد بعد أربع سنوات من فوز الفريق بالميدالية الذهبية في عام 2020، بحسب تقرير نشره موقع "techxplore" وترجمته "عربي21".



تم تطوير هذه النسخة الجديدة من الروبوت القابل للارتداء للأشخاص المصابين بالشلل النصفي، WalkON Suit F1، بواسطة البروفيسور كيونغ تشول كونغ (الرئيس التنفيذي ومؤسس Angel Robotics) من قسم الهندسة الميكانيكية في KAIST.

بدلة WalkON هي روبوت يمكن ارتداؤه للأشخاص الذين يعانون من إعاقات شلل نصفي، وكان فريق البحث يبحث عنها باستمرار منذ عام 2015. يساعد هذا الروبوت الأشخاص الذين يعانون من إصابة من الدرجة A (الشلل الكامل) وفقا لمقياس ضعف جمعية إصابات العمود الفقري الأمريكية  (ASIA)، وهو أشد مستويات الشلل النصفي. لذلك، فإن غرض تطويره يختلف عن غرض الروبوتات الأخرى التي تساعد في العلاج التأهيلي وقوة العضلات والتي يتم توفيرها حاليا على المستوى الوطني بواسطة Angel Robotics.

أعلن فريق البحث التابع للبروفيسور كونغ لأول مرة عن بدلة WalkON 1 في عام 2016، ثم قدم بدلة WalkON 4  في عام 2020، ما أدى إلى زيادة سرعة المشي إلى 3.2 كم/ ساعة، وتحقيق سرعة المشي الطبيعية للأشخاص غير المعاقين. بالإضافة إلى ذلك، فقد أثبت القدرة على المرور عبر العوائق مثل الممرات الضيقة والأبواب والسلالم التي يمكن مواجهتها في الحياة اليومية.

ومع ذلك، فإنه كانت لديه نفس المشكلة الأساسية التي تعاني منها جميع الروبوتات القابلة للارتداء، وهي أنها تتطلب مساعدة الآخرين لارتداء الروبوت. في حين يمكن لأي شخص أن يمشي دون مساعدة من الآخرين بمجرد ارتداء الروبوت، فإنه يحتاج إلى مساعدة شخص ما لارتدائه في البداية.

وقدمت بدلة WalkON Suit F1 التي تم إصدارها حديثا حلا تقنيا لهذه المشكلة الأساسية. لقد طبقت طريقة الإرساء الأمامي بدلا من طريقة الجلوس الخلفي بحيث يمكن للمرء ارتداء الروبوت على الفور دون الخروج من الكرسي المتحرك ودخول الروبوت، الأمر الذي يتطلب مساعدة من الآخرين في منتصف الانتقال.

بالإضافة إلى ذلك، فإنه قبل ارتداء الروبوت، يمكنه المشي بمفرده مثل الروبوت البشري ويمكنه الاقتراب من المستخدم. كما أنه ينفذ وظيفة تتحكم بنشاط في مركز وزنه ضد قوة الجاذبية بحيث يحافظ على التوازن دون السقوط حتى لو دفع المستخدم الروبوت بخلاف ذلك. وقد تم إنشاء التصميم الخارجي لبدلة WalkON Suit F1، التي تتقاطع بين الروبوت البشري والروبوت القابل للارتداء، بواسطة الأستاذ هيونجون بارك من قسم التصميم الصناعي في KAIST.

كما أنه تم تحسين الوظيفة الأصلية للروبوت القابل للارتداء بشكل كبير. تم تحسين أداء التحكم في التوازن للسماح بالاستخدام الحر لكلا اليدين في الوضع المستقيم، فضلا عن حرية اتخاذ عدة خطوات بدون عصا، وفقا للتقرير.

وتم تحسين كثافة خرج وحدات المحرك والمخفض بنحو ضعفين (بناء على الطاقة لكل وزن) مقارنة بالتكنولوجيا الحالية لفريق البحث، وتم تحسين أداء التحكم في محرك المحرك بنحو ثلاثة أضعاف (بناء على سرعة استجابة التردد) مقارنة بأفضل التكنولوجيا في الخارج.

على وجه الخصوص، تم تحسين تكنولوجيا البرامج المضمنة للمحرك بشكل كبير بحيث يمكن تنفيذ خوارزميات التحكم في الحركة المتقدمة بشكل مستقر دون استخدام وحدات تحكم باهظة الثمن عالية المستوى. بالإضافة إلى ذلك، تم تثبيت نظام التعرف البصري لاكتشاف العوائق ولوحة الذكاء الاصطناعي لتطبيق الشبكة العصبية.

وأوضح البروفيسور كونغ أن "بدلة WalkON هي تتويج لتكنولوجيا الروبوتات القابلة للارتداء للمعاقين"، وأضاف أن "العديد من المكونات وتقنيات التحكم والوحدة المستمدة من بدلة WalkON تحدد المعيار لصناعة الروبوتات القابلة للارتداء بالكامل".

وكشف فريق البحث التابع للبروفيسور كونغ عن بدلة WalkON F1 وأعلنوا أنهم سيشاركون في Cybathlon الثالث، الذي يقام بعد أربع سنوات منذ الحدث الأخير. في هذه المسابقة، التي ستقام في 27 تشرين الأول/ أكتوبر، سيشارك مختبر البروفيسور كونغ، Exo Lab، مع جونغسو بارك، طالب الدكتوراه، كقائد وسونغوان كيم، الباحث في المختبر المصاب بالشلل التام، كلاعب منافس.

لقد زادت صعوبة المهام في هذه المسابقة بشكل كبير مقارنة بالمسابقة السابقة، وزاد عدد المهام من ست إلى 10. وقد تعرضت بعض المهام لانتقادات لكونها صعبة للغاية، وتتجاوز المستوى الذي يمكن مواجهته في الحياة اليومية.

وفي هذا الصدد، أعرب قائد الفريق جونغسو بارك عن طموحه قائلا: "بما أننا فزنا بالفعل بالمركز الأول في المسابقة السابقة، فإن هدفنا في هذه المسابقة هو إظهار الفجوة التكنولوجية بدلا من التنافس على التصنيف".

Cybathlon  هو أولمبياد سايبورغ الذي يقام كل أربع سنوات في سويسرا. وستتم هذه المسابقة بتنسيق هجين، حيث يشارك بعض المشاركين في سويسرا بينما يبث آخرون مباشرة من الملاعب في بلادهم في 27 تشرين الأول/ أكتوبر. سيشارك فريق البحث التابع للبروفيسور كونغ عبر البث المباشر من مرافق المسابقة المثبتة في معهد الأبحاث المتقدمة التابع لشركة Angel Robotics (Planet Daejeon).