توانبخشی رباتیک
محور پژوهش
برق و الکترونیک، لیزر و فوتونیک
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی مکانیک
حوزه پژوهش
سامانه‌های کنترل و اتوماسیون صنعتی
عنوان
توانبخشی رباتیک هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه: هدف از این پژوهش استفاده از ربات در توانبخشی اندام فوقانی (دست) است. سالانه افراد زیادی در اثر سکته قلبی و مغزی و تصادفات دچار محدودیت حرکتی می‌شوند. همچنین مطالعات جمعیت‌شناسی نشان میدهد که نرخ رشد جمعیت بالای 65 سال تا سال 2050 افزایش چشمگیری دارد. بنابراین توانبخشی بعنوان راه‌حلی برای تقویت عملکرد ماهیچه‌های آسیب‌دیده و بازگرداندن توان حرکتی بیماران و سالمندان اهمیت بسیاری دارد. توانبخشی به این گونه انجام می‌شود که تمریناتی برای بیمار تعیین می‌شود و توان درمانگر بیمار را در به انجام رساندن وظایف محول شده کمک میکند به این گونه که عضو آسیب‌دیده را حرکت میدهد تا تمرینات انجام ‌شود. بنابراین تعداد تمرینات تعیین‌شده در هر جلسه سبب خستگی کادر درمان و بیمار می‌شود و کیفیت توانبخشی را تحت تاثیر قرار میدهد زیرا با افزایش تعداد تمرین‌ها، دقت و صحت اولین و آخرین حرکت یکسان نیست. راه‌حل استفاده از ربات‌ها بگونه‌ای است که وظیفه تعیین‌شده به ربات آموزش داده می‌شود و ربات قادر است آن وظیفه را به دفعات و بدون خطا انجام دهد. بنابراین راندمان پزشک، بیمار و فرآیند توانبخشی افزایش مییابد و بیمار احساس استقلال بیشتری دارد. همچنین به کمک سنسورهای مختلف می‌توان متغیرهای مختلفی برای سطح بهبودی بیمار تعییین کرد که تحلیل دقیق‌تری از وضعیت بیمار در اختیار پزشک قرار میدهد. علاوه بر این، در الگوریتم‌های کنترلی هوشمند، بواسطه فیدبک‌های بیمار، می‌توان میزان سطح کمک ربات به بیمار را تعیین کرد. بدین صورت که در مراحل اولیه، ربات کاملا بیمار را در انجام وظیفه یاری کند و با گذشت زمان و افزایش توانایی بیمار، از میزان حمایت ربات کاسته شود. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها سیستم رباتیک بکارگرفته شده برای توانبخشی اندام فوقانی در این طرح متشکل از بازوی رباتیکKUKA LBR iiwa آزمایشگاه رباتیک دانشکده مکانیک (ARMLAB) و سیستم واقعیت مجازی است. بازی طراحی‌شده به اینصورت است که بیمار باید یک توپ را به دیواره‌های یک مکعب بزند و هر چه بیشتر فشار وارد کند، وجه مکعب بیشتر فرو میرود. سیستم رباتیک بگونه‌ای کنترل می‌شود که کاملا هوشمند و یا نیمه‌هوشمند باشد. بگونه‌ای که میزان کمک ربات در پیمودن مسیر برای انجام بازی با توجه به میزان توانایی بیمار از طریق سنسورهای نیرو و سیگنال‌های ماهیچه‌ای بطور هوشمند و یا توسط پزشک، تعیین شود. همچنین سیستم طوری طراحی شده است که حس برخورد و میزان فشار اعمالی به دیواره مکعب بواسطه بازوی رباتیک به بیمار منتقل شود. همچنین یک نمونه اولیه برای توانبخشی دست در صفحه دوبعدی طراحی و ارائه شده است. در این نمونه بیمار انتهای ربات را حرکت میدهد و زمانی که به نقطه مشخص‌شده در مانیتور برسد، مکان نقطه مجددا تغییر یافته و مکان جدیدی تعیین می‌شود تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط: توانبخشی رباتیک


Web: https://armlab.iut.ac.ir/rehabilitation-robotics Media: https://youtu.be/owEph7jm3gE https://youtu.be/TNlbvrnqGOM