استفاده برخط از نرم‌افزارهای بیومکانیکی و شبیه‌سازی در ارزیابی عملکرد ربات‌های توان‌بخشی: رویکرد شبیه‌سازی

مقدمه: ربات‌های توان‌بخشی امکان حرکت اندام فلج و یا نیمه فلج را فراهم می‌کنند. این ربات‌ها قابلیت برنامه‌ریزی دارند و می‌توان روش‌های مختلف توان‌بخشی را با کمک آن‌ها‌ تحقق بخشید. از جمله چالش‌های اصلی این وسایل، چگونگی ارزیابی عملکرد درست ربات‌ها و بررسی اثرات آن بر روی افراد است. هدف از انجام پژوهش حاضر، معرفی روش ارزیابی عملکرد یک ربات پوشیدنی، در اصلاح سیکل راه رفتن اندام تحتانی شخص مبتلا به اختلال حرکتی راه رفتن چمباتمه‌ای با استفاده برخط از نرم‌افزارهای بیومکانیکی و محاسباتی بود.مواد و روش‌ها: مدل ربات پوشیدنی برای یک پا و مدل بدن انسان با استفاده از نرم‌افزار‌های autodesk inventor و opensim شبیه‌سازی شد. سپس نیروی عضلات با توجه به الگوی راه رفتن فرد دارای اختلال حرکتی چمباتمه‌ای محاسبه گردید. با اعمال نیرو و با استفاده از نرم‌افزار opensim، موقعیت، سرعت و شتاب مفاصل ران و زانو به صورت برخط به دست آمد و به عنوان ورودی به سیستم کنترل ربات ارسال شد.یافته‌ها: با برقراری ارتباط بین نرم‌افزارهای شبیه‌سازی، بیومکانیکی و محاسباتی، تاثیر یک ربات پوشیدنی بر روی مدل انسان و همچنین، اثر آن بر روی عضلات حین راه رفتن بررسی و موثر بودن استفاده از این روش تایید گردید. یافته‌های حاصل از شبیه‌سازی نشان داد که ربات پوشیدنی برای کاربر دارای اختلال حرکتی چمباتمه‌ای، مسیر راه رفتن طبیعی را با خطای کمتر از 0.06 رادیان دنبال کرد.نتیجه‌گیری: با استفاده از روش شبیه‌سازی و تحلیل داده‌های حرکتی فرد دارای اختلال، می‌توان مسیر بهینه مناسب با هر فرد را به صورت مجزا برای ربات توان‌بخشی تعریف کرد که سبب کاهش خطر استفاده ار ربات و خطای ردیابی حین استفاده از ربات توان‌بخشی می‌شود. همچنین، امکان تغییر ساختار مکانیکی و کنترلی ربات‌های پوشیدنی بدون صرف هزینه وجود دارد.