ابداع پروتز رباتیک برای بازتعریف توانایی حرکتی انسان

01

از 02

توسعه و عملکرد انگشت شست سوم

شست سوم در سمت مخالف کف دست با شست بیولوژیکی پوشیده می‌شود و کنترل آن توسط یک سنسور فشار که زیر هر انگشت شست پا یا پا قرار می‌گیرد، است. فشار از انگشت راست، شست را در سراسر دست می‌کشد، در حالی که فشار اعمال شده با انگشت چپ، شست را به سمت بالا به سمت انگشتان می‌کشد. محدودۀ حرکت انگشت شست متناسب با فشار اعمال شده است و فشار آزاد، آن را به موقعیت اصلی خود برمی‌گرداند.

در سال 2022، محققان این فرصت را داشتند تا شست سوم را در نمایشگاه سالانۀ علوم تابستانی انجمن سلطنتی مورد آزمایش قرار دهند، فضایی که مردم مختلف در هر سنی می‌توانستند از این دستگاه در طول کارهای مختلف استفاده کنند. نتایج این مطالعه 31 می در مجلۀ Science Robotics منتشر شد.

محققان در طول پنج روز، 596 شرکت‌کننده را در محدودۀ سنی 3 تا 96 سال و با طیف گسترده‌ای از زمینه‌های جمعیتی آزمایش کردند. از این تعداد، تنها چهار نفر قادر به استفاده از شست سوم نبودند و دلایل متعددی داشت، که از جملۀ آن می‌توان به قرار نگرفتن ایمن در دستانشان، یا عدم توانایی کنترل آن توسط پاهای این شرکت‌کنندگان، اشاره کرد. (سنسورهای فشار که به‌طور خاص برای نمایشگاه ساخته شده بودند، برای کودکان بسیار سبک وزن مناسب نبودند)

در این آزمایش به شرکت‌کنندگان یک دقیقه فرصت داده شد تا با دستگاه آشنا شوند، در این مدت محققان شیوۀ انجام یکی از دو کار را توضیح دادند.

اولین کار شامل برداشتن گیره‌ها از تختۀ گیرۀ تکی با شست سوم و قرار دادن آنها در یک سبد بود. از شرکت‌کنندگان درخواست شد تا حد امکان در 60 ثانیه گیره‌ها را حرکت دهند. 333 شرکت‌کننده این کار را انجام دادند.

دومین کار شامل استفاده از شست سوم همراه با دست بیولوژیکی کاربر برای دستکاری و جابه‌جایی پنج یا شش شیء مختلف فومی بود. اشیا دارای اشکال مختلفی بودند که نیاز به دستکاری‌های متفاوتی داشتند و باعث افزایش مهارت کار می‌شد. مجدد از شرکت‌کنندگان درخواست شد که حداکثر ظرف مدت 60 ثانیه تا جایی که می‌توانند اشیا را به داخل سبد منتقل کنند. 246 شرکت‌کننده این کار را انجام دادند.

تقریباً همه توانستند بلافاصله از دستگاه استفاده کنند. 98 درصد از شرکت‌کنندگان اشیا را با استفاده از شست سوم در اولین دقیقۀ استفاده با موفقیت دستکاری کردند و تنها 13 شرکت‌کننده قادر به انجام این کار نبودند.

02

از 02

بینش عملکرد در سراسر جمعیت

سطوح توانایی میان شرکت‌کنندگان متفاوت بود، امّا هیچ تفاوتی در عملکرد بین جنسیت‌ها وجود نداشت. همچنین راست‌دست یا چپ‌دست بودن، عملکرد را تغییر نداد، علی‌رغم اینکه شست همیشه در دست راست قرار می‌گرفت.

افراد مسن و جوان در هنگام استفاده از فناوری جدید سطح یکسانی از توانایی داشتند، اگرچه تحقیقات بیشتر فقط در گروه سنی افراد مسن نشان داد که با افزایش سن، عملکرد کاهش می‌یابد. محققان می‌گویند که این تأثیر می‌تواند به دلیل تخریب عمومی در توانایی‌های حسی-حرکتی و شناختی باشد که مرتبط با افزایش سن است، همچنین امکان دارد منعکس‌کنندۀ رابطۀ نسلی با فناوری باشد.

در اغلب موارد عملکرد در بین کودکان کوچک‌تر ضعیف‌تر بود. از 13 شرکت‌کننده‌ای که نتوانستند این کار را انجام دهند، 6 نفر زیر 10 سال سن داشتند و از میان آنهایی که این کار را انجام دادند، بچه‌های کوچک‌تر عملکرد بدتری نسبت به بچه‌های بزرگ‌تر داشند. همچنین حتی کودکان بزرگ‌تر (12-16 ساله) بیشتر از بزرگسالان جوان با مشکل مواجه شدند.

دانی در این زمینه گفت: با توجه به تنوع بدنه‌ها، بسیار مهم است که مرحلۀ طراحی فناوری پوشیدنی تا حد امکان فراگیر باشد. این مرحله دارای اهمیت فراوانی است تا بتواند از نظر دسترسی و کاربردی بودن برای محدودۀ گسترده‌ای از کاربران  مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، یادگیری و استفادۀ سریع برای افراد مختلف باید آسان باشد.

لوسی داودال، یکی از محققان این مطالعه نیز عنوان کرد: اگر تقویت حرکتی و حتی تعاملات گسترده‌تر انسان و ماشین موفقیت آمیز باشد، باید به‌ شکل یکپارچه با توانایی‌های حرکتی و شناختی کاربر ادغام شوند. ما باید سن، جنسیت، وزن، سبک زندگی، ناتوانی‌ها، همچنین پیشینه‌های فرهنگی، مالی و حتی علاقه‌مندی یا دوست نداشتن فناوری را در افراد مورد بررسی و توجه قرار دهیم. آزمایش فیزیکی گروه‌های بزرگ و متنوع افراد برای رسیدن به این هدف ضروری است.

نمونه‌های بی شماری وجود دارد که فقدان ملاحظات طراحی فراگیر باعث شکست فناوری شده است. برخی از آنها عبارت‌انداز:

• سیستم‌های تشخیص خودکار گفتار که زبان گفتاری را به متن تبدیل می‌کنند، عملکرد بهتری در گوش دادن به صدای افراد سفیدپوست نسبت به صداهای افراد سیاه‌پوست دارند.
• برخی از فناوری‌های واقعیت افزوده برای کاربرانی که رنگ پوست تیره‌تری دارند، دارای کارایی کمتری است.
• زنان با خطر بیشتری برای سلامتی ناشی از تصادفات رانندگی روبه‌رو هستند، چرا که صندلی‌های خودرو و کمربند ایمنی در درجۀ اول برای قرار دادن آدمک‌های متوسط مردانه در طول تست تصادف طراحی شده‌اند.
• ابزارهای برقی و صنعتی خطرناکی که در اکثر موارد برای استفاده از دست راست طراحی شده‌اند، زمانی که توسط چپ دستان با دست غیر غالب آنها انجام می‎‌شود، باعث تصادفات بیشتری شده است.