مرور چندبعدی اگزواسکلتون های توان بخشی و کمکی: تحلیل حسگرها، تعادل، نواحی آناتومیکی و هوش مصنوعی

اگزواسکلتون ها به عنوان سامانه های رباتیک پوشیدنی، ظرفیت قابل توجهی برای حمایت از حرکت، بازآموزی عملکردهای حرکتی، کاهش بارهای عضلانی - اسکلتی و افزایش استقلال افراد دارای محدودیت های حرکتی دارند. بااین حال، تنوع در ساختار مکانیکی، نوع حسگر، ناحیه آناتومیکی هدف، روش کنترل و شاخص های ارزیابی، مقایسه مستقیم عملکرد این سامانه ها را دشوار کرده است. پژوهش حاضر با هدف ارائه یک مرور چندبعدی از اگزواسکلتون های توان بخشی و کمکی انجام شد و مطالعات در چهار محور حسگرها و سیگنال های مورد استفاده، تعادل و پایداری، ناحیه آناتومیکی و کارایی عملکردی، و کاربرد هوش مصنوعی بررسی شدند. یافته ها نشان داد الکترومایوگرافی، واحد اندازه گیری اینرسی و حسگرهای نیرو، گشتاور و فشار، مهم ترین ابزارهای پایش وضعیت کاربر، تشخیص قصد حرکتی و تنظیم عملکرد دستگاه هستند. ترکیب داده های زیستی، سینماتیکی و کینتیکی می تواند کنترل شخصی سازی شده تری فراهم کند، هرچند افزایش تعداد حسگرها با پیچیدگی بیشتر، نیاز به کالیبراسیون و مصرف انرژی همراه است. نتایج مربوط به تعادل، بهبود برخی شاخص های نشسته، ایستاده و عملکردی را نشان داد، اما ناهمگونی آزمون ها، استفاده از وسایل کمکی و محدودبودن شواهد، تفسیر قطعی اثر اگزواسکلتون بر تعادل مستقل را محدود می کند. بیشترین شواهد بالینی به سامانه های اندام تحتانی در توان بخشی آسیب نخاعی و سکته مغزی اختصاص داشت، درحالی که اگزواسکلتون های کمر و اندام فوقانی بیشتر بر کاهش فعالیت عضلانی، بار مکانیکی و بهبود حرکات اختصاصی تمرکز داشتند. هوش مصنوعی نیز عمدتا در تشخیص قصد حرکت، شناسایی فاز راه رفتن، پیش بینی مسیر مفاصل و تنظیم میزان کمک به کار رفته است، اما کاربرد بالینی آن همچنان به اعتبارسنجی گسترده، ایمنی و توضیح پذیری نیاز دارد. در مجموع، اثربخشی اگزواسکلتون حاصل تعامل میان طراحی مکانیکی، حسگرها، روش کنترل، ناحیه هدف و توانایی های باقی مانده کاربر است و توسعه آینده این فناوری باید بر شخصی سازی، استانداردسازی ارزیابی ها، ایمنی رابط انسان - دستگاه و سنجش عملکرد در شرایط واقعی متمرکز شود.

کلیدواژه ها:

اگزواسکلتون ، توان بخشی رباتیک ، حسگرهای زیستی ، تعادل و پایداری ، هوش مصنوعی