ارزیابی حرکت اکسواسکلتون پایین تنه به منظور توانبخشی راه رفتن

از تلفیق دو علم رباتیک و توانبخشی، شاخه ی جدیدی به نام رباتیک توانبخشی ایجاد شده است که هدف آن کمک به افراد دچار اختلالات حرکتی است. در این حوزه از توانبخشی، استفاده از اکسواسکلتون ها که رباتهایی پوشیدنی هستند، کاربرد فراوانی دارد. به دلیل تعامل اکسواسکلتون ها با بدن انسان، در طراحی چنین سیستم هایی باید به فاکتورهای بیومکانیکی مختلفی مانند درجات آزادی، دامنه ی حرکتی مفاصل و ابعاد آنتروپومتریک توجه داشت. هدف از انجام این مطالعه، طراحی یک سیستم اکسواسکلتون پایینتنه بود که علاوه بر دارا بودن این فاکتورها، بتواند در هنگام راه رفتن کاربر بر روی زمین مسطح، به او کمک کرده و اختلالی را در حرکت طبیعی وی ایجاد نکند. طراحی این اکسواسکلتون در نرم افزار Solid Works برمبنای ابعاد آنتروپومتریک و داده های سینماتیکی حاصل از آزمون راه رفتن 10 نفر انجام شد. از نتایج آزمون راه رفتن، برای طراحی بادامک های ایجادکننده ی الگوی حرکتی مفاصل هیپ و زانو استفاده شد. ایده ی نوآورانه ی این مطالعه، استفاده از نیروی عضلات دست کاربر برای کمک به راه رفتن بود. برای بررسی عملکرد سیستم طراحی شده، حرکت آن در نرم افزار Solid Works شبیه سازی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی حرکت این سیستم، به دو صورت مورد تحلیل قرار گرفت. ابتدا هماهنگی حرکت بین سمت چپ و راست اکسواسکلتون از نظر سینماتیکی بررسی شد؛ سپس تغییرات زوایای پایین تنه بین انسان و اکسواسکلتون مقایسه گردید. نتایج تحلیل آماری، وجود همبستگی بسیار شدید برای زوایای مفصل هیپ r=0/90 و زانو r=0/99 و همبستگی شدید برای مفصل مچ پا r=0/80 بین انسان و اکسواسکلتون را نشان داد. بطور کلی می توان نتایج حاصل از شبیه سازی را به میزان قابل قبولی، مطابق با نتایج حاصل از آزمون راه رفتن انسان دانست و ادعا نمود که اکسواسکلتون معرفی شده در این مطالعه، از لحاظ سینماتیکی تطابق خوبی با حرکت انسان دارد