05632212576         05632226673

جام جهانی با دستاورد مهندسان پزشکی افتتاح شد

جام جهانی با دستاورد مهندسان پزشکی افتتاح شد

جام جهانی با دستاورد مهندسان پزشکی افتتاح شد 

این مقاله بصورت اختصاصی توسط پایگاه آموزشی و اطلاع رسانی مهندسی پزشکی تهیه شده و در شماره 160 ماهنامه مهندسی پزشکی ایران به چاپ رسیده و منتشر گردیده است.

قطعاً شما هم در هفته‌های اخیر تحت تأثیر هیجان رویداد بزرگی به نام جام جهانی قرار گرفته‌اید. اما جام جهانی امسال برای مهندسان پزشکی رنگ و بوی دیگری داشت.

 

جام جهانی با دستاورد مهندسان پزشکی افتتاح شد

 

این مقاله بصورت اختصاصی توسط پایگاه آموزشی و اطلاع رسانی مهندسی پزشکی تهیه شده و در شماره 160 ماهنامه مهندسی پزشکی ایران به چاپ رسیده و منتشر گردیده است.

قطعاً شما هم در هفته‌های اخیر تحت تأثیر هیجان رویداد بزرگی به نام جام جهانی قرار گرفته‌اید. اما جام جهانی امسال برای مهندسان پزشکی رنگ و بوی دیگری داشت.
بیستمین دوره جام جهانی فوتبال از 12 ژوئن تا 13 ژوئیه 2014 میلادی ، در حالی در کشور برزیل برگزار شد که مراسم افتتاحیه آن ، نشانی از تکنولوژی و فناوری‌های نوین داشت. در مراسم افتتاحیه جام جهانی 2014 میلادی که در ورزشگاه آرنا کورینتیانس واقع در شهر سائو‌پائولوی برزیل برگزار شد ، فردی برزیلی که معلولیت حرکتی داشت ، به کمک رباتی پوشیدنی گام برداشته و شوت آغازین این رقابت‌ها را به‌طور نمادین به توپ وارد کرد.

جام جهانی با دستاورد مهندسان پزشکی افتتاح شد

پروژه ساخت این اسکلت پوشیدنی به سرپرستی دکتر "میگوئل نیکوللیس" (Miguel Nicolelis) با هدف انجام فعالیت‌های مکانیکی با استفاده از نیروی ذهن انجام شد. در این پروژه بزرگ ، بیش از 150 دانشمند و متخصص از 25 کشور جهان از جمله ایران همکاری کردند. خانم "المیرا امرالله" که دارای مدرک دکترای مهندسی رباتیک از دانشگاه فرانسه می‌باشند ، در این پروژه وظیفه انجام محاسبات دینامیک ، کنترل راه رفتن و حرکات اسکلت رباتیک را بر عهده داشته است.

پرچم ایران بر روی اسکلت رباتیک جام جهانیشکل 1) پرچم ایران بر روی اسکلت رباتیک جام جهانی

دکتر میگوثل نیکوللیس فارغ التحصیل رشته پزشکی و دارای مدرک دکترای فیزیولوژی عمومی از دانشگاه سائوپائولوی برزیل است. وی در حال حاضر دانشمند علوم اعصاب دانشگاه دوک آمریکا است.
دکتر نیکوللیس درباره چگونگی ساخت این اسکلت پوشیدنی گفت: "ایده و طرح اولیه این اسکلت پوشیدنی در سال 2002 میلادی و درست در زمانی که ساخت قطعات رباتیک را آغاز کرده بودیم ، به ذهنم خطور کرده و طرح اولیه ربات امروزی به آن زمان برمی‌گردد."
تیم تحقیقاتی دکتر نیکوللیس در سال 2008 میلادی و در دانشگاه دوک (Duke) ، تحقیقاتی را با عنوان "مغز و ماشین" روی یک میمون آغاز کرده بودند. در این تحقیقات ، حسگرهای نازک و انعطاف پذیری که به‌عنوان Microwires شناخته می‌شوند ، در مغز یک میمون کاشته شدند. این شاخک‌های الکتریکی انعطاف پذیر می‌توانند سیگنال‌های الکتریکی یا پتانسیل عمل را که توسط صدها نورون منحصربفرد در سراسر پیشانی و بخش جداری قشر مغز تولید می‌شود ، تشخیص دهند. این ناحیه از سر که مدار گسترده مغزی نامیده می‌شود ، مسئول تولید حرکات اختیاری است. این تحقیقات با هدف انجام فعالیت‌های مکانیکی با استفاده از نیروی ذهن و کنترل دست رباتیک توسط مغز میمون انجام شده بود.
پس از آن ، پروژه راه رفتن دوباره (Walk Again) با هدف توسعه فناوری رابط بین مغز و ماشین آغاز شد تا افرادی که محدودیت حرکتی دارند را قادر سازد با استفاده از ذهن خود ، یک مکانیزم خارجی را کنترل کرده و جایگزین اندام تحتانی خود کنند.
نخستین مرحله پروژه ، طراحی و توسعه یک فناوری است که بتواند سیگنال‌های الکتریکی که توسط مغز تولید می‌شود را خوانده و بر اساس این سیگنال‌ها ، کنترل ربات را در دست بگیرد. پس از آن لازم است که چرخه کنترل با ارسال سیگنال‌های بازگشتی از ربات به مغز تکمیل شود.
برای این که عمل راه رفتن با این اسکلت پوشیدنی بیشتر به واقعیت نزدیک شود ، داشتن حس لامسه از اندام تحتانی مهم است. برای این منظور ، یک فناوری عکس‌العملی لمسی یا پوست مصنوعی به عنوان یک ابزار ضروری برای بازگرداندن حس لامسه و حس عمقی (توانایی تشخیص موقعیت فضایی بدن) به اندام تحتانی فرد معلول در نظر گرفته شده است.
پوست مصنوعی که توسط گروهی از محققان به رهبری گوردون چِنگ (Gordon Cheng) از دانشگاه فنی مونیخ آلمان طراحی شده است ، شامل حسگرهایی برای دما ، فشار و سرعت می‌باشد. در هنگام راه رفتن با اسکلت پوشیدنی ، این پوست مصنوعی که بر روی انگشتان پای فرد معلول قرار داده شده است ، با هر تماس پا با سطح زمین ، یک تحریک لمسی را دریافت کرده و آن را به ناحیه‌ای در قسمت فوقانی بدن نظیر ساعد دست ارسال می‌کند.
به‌وسیله این انتقال از پا به ساعد دست ، فرد معلول توسط مغز خود وادار به جایگزینی حس‌های لامسه و منتقل کردن حس گام برداشتن بر روی سطح زمین می‌شود ؛ مانند راه رفتن در حالتی که هیچ معلولیتی وجود ندارد.
تی‌شرتی که فرد معلول در طول مراسم افتتاحیه جام جهانی بر تن می‌کند ، او را قادر می‌سازد تا حس لامسه‌ای که پوست مصنوعی تولید می‌کند را بر روی سطح ساعدهای دست خود دریافت نماید. این تی‌شرت توسط دکتر هانس بلولر (Hannes Bleuler) از گروه EPFL در لوزان سوییس طراحی شده است.
پس از آزمایشات و تمرینات متعدد با بیماران داوطلب ، سرانجام در 29 آوریل 2014 میلادی یکی از بیماران موفق شد نخستین گام‌ها را با ربات پوشیدنی که تنها با استفاده از مغز فرمان می‌گیرد ، بردارد. در 20 مِی ، هر یک از بیماران توانستند با این اسکلت پوشیدنی به طور متوسط 120 گام بردارند.

ساختار دستگاه
این ربات پوشیدنی از سه بخش اصلی شامل اسکلت خارجی ، رایانه پردازش کننده و یک کلاه الکترونیکی تشکیل شده است. کلاه الکترونیکی امواج مغزی را به‌صورت غیرتهاجمی تشخیص می‌دهد و این سیگنال‌های مغزی را به یک رایانه می‌فرستد. عمل دریافت امواج مغزی توسط الکترودهای EEG که در سراسر این کلاه تعبیه شده‌اند ، انجام می‌شود.

اسکلت خارجی پوشیدنی توسط امواج مغزی که توسط الکترودهای EEG دریافت 
می‌شوند ، کنترل می‌شود.شکل 2) اسکلت خارجی پوشیدنی توسط امواج مغزی که توسط الکترودهای EEG دریافت می‌شوند ، کنترل می‌شود.

برای این که فردی بتواند دو اندام را بطور همزمان با استفاده از امواج مغزی خود کنترل کند ، شاید صدها سلول عصبی هم کافی نباشد. دکتر نیکوللیس می‌گوید: "شما به دستیابی به هزاران نورون نیاز دارید." به همین دلیل ، تیم تحقیقاتی او نوع جدیدی از حسگرها را تولید کرده‌اند که مانند ساختار یک درخت ، حجم بیشتری از مغز را پوشش می‌دهد.
بالا بردن شمار نورون‌ها ممکن است به افزایش طول عمر ناچیز نوروپروتز‌ها کمک کند. وقتی که چندین سال از قرار داشتن حسگر در مغز می‌گذرد ، ممکن است به دلیل مرگ سلول‌ها یا حرکت خارج از محدوده ، برخی از سیگنال‌هایی که حسگر شناسایی می‌کرده است ، ناپدید شوند. دسترسی به هزاران نورون می‌تواند ناپدید شدن برخی از سیگنال‌ها در طول زمان را جبران کند.
اسکلت خارجی پوشیدنی ، حالت تعادلی فرد معلول را به‌وسیله ژیروسکوپ حفظ می‌کند و توسط یک باتری که در کوله پشتی او قرار دارد ، تغذیه می شود. این باتری می‌تواند به طور مداوم به مدت 2 ساعت کار کند. این اسکلت پوشیدنی از آلیاژهایی با وزن کم ساخته شده و از نیروی هیدرولیک قدرت می‌گیرد.

عملکرد دستگاه
سیگنال‌های الکتریکی مغزی که از کلاه مخصوص فرد معلول دریافت می‌شوند ، به رایانه درون کوله پشتی او منتقل می‌گردند. سپس رایانه این سیگنال‌ها را پردازش کرده و برای تولید حرکت به قسمت هیدرولیکی ربات ارسال می‌کند.
پاهای فرد معلول در این اسکلت پوشیدنی بر روی صفحاتی قرار می‌گیرند که دارای حسگرهایی برای دریافت حس تماس پا با سطح زمین می‌باشد. با هر گام ، یک سیگنال به دستگاه ارتعاش کننده‌ای که در ناحیه ساعد دست به لباس فرد دوخته شده است ، ارسال می‌شود. این دستگاه به ظاهر مغز را فریب می‌دهد تا تصور کند این حس را از پاهای فرد معلول دریافت کرده است! در شبیه سازی واقعیت مجازی ، بیماران حس می‌کنند که پاهای آن‌ها در حال حرکت بوده و می‌تواند اشیاء را لمس کند.



قسمت‌های مختلف اسکلت پوشیدنیشکل 3) قسمت‌های مختلف اسکلت پوشیدنی

یکی از بیماران داوطلب در این پروژه که آسیب نخاعی دیده است ، بدین معنا که نمی‌تواند پاهایش را حس کند یا حرکت دهد ، پس از انجام آزمایشات متعدد با این اسکلت پوشیدنی به دکتر نیکوللیس گفت: "حس من شبیه این است که در حالی که می‌توانم ماسه‌ها را لمس کنم ، بر روی ساحل راه می‌روم."
این اسکلت پوشیدنی آزمون‌های ایمنی متعددی را پشت سر گذاشته است. این اسکلت رباتیک مجهز به چندین ژیروسکوپ بوده تا از سقوط فرد جلوگیری کرده و تعادل او را در هنگام راه رفتن با دو پا حفظ نماید. به‌عنوان یک اقدام ایمنی تکمیلی ، این اسکلت پوشیدنی به چندین کیسه هوا نیز مجهز شده است.

انجام آزمایشات متعدد بر روی اسکلت پوشیدنی
شکل 4) انجام آزمایشات متعدد بر روی اسکلت پوشیدنی

 

دکتر نیکوللیس معتقد است فناوری به نقطه‌ای رسیده است که می تواند دستگاه‌های روزمره را برای کمک به معلولان متحول کند و در نهایت بتواند جایگزین صندلی‌های چرخ‌دار شود.

IMAGE
دام های فرانسوی کلید فتح باب اصلاح نژاد دام کشور
یکشنبه, 17 آبان 1394
رئیس مرکز اصلاح نژاد دام و بهبود تولیدات دامی وزارت جهادکشاورزی از راه اندازی اولین مزارع اصلاح نژاد بز و گوسفند کشور با استفاده از نژادهای فرانسوی در فیروزکوه و ورامین خبر داد و گفت: اولین مزارع اصلاح نژاد دام سبک کشور با استفاده از نژادهای فرانسوی دام های فرانسوی کلید فتح... ادامه مطلب...
IMAGE
افت بهای گوشت گاو در برزیل
یکشنبه, 17 آبان 1394
طبق گزارشات ، گوشت گاو برزیل 28 درصد افت بها داشته که از دلایل عمدۀ آن کاهش تقاضای داخلی عنوان شده است. در واقع کاهش بها به دنبال رکود اقتصادی و متعاقباً کاهش تقاضا ادامه مطلب...
IMAGE
کاهش محصول سویای هند
یکشنبه, 17 آبان 1394
ازدهی محصول سویای هند در مقایسه با سال گذشته احتمالاً با 3 / 15 درصد افت رو به رو خواهد شد. مدیر سازمان مرکزی صنعت و بازرگانی روغن اعلام داشت : انتظار می رود تولیدات این کشور در سال ادامه مطلب...
IMAGE
لهستان تولیدات مرغداری خود را به دو برابر افزایش می دهد !
یکشنبه, 17 آبان 1394
        لهستان با دو برابر کردن میزان تولیدات مرغداری خود در دهۀ گذشته رقم تولیدات خود را به 2 / 2 میلیون متریک تن رسانده و این کشور را به یکی از بزرگترین تولیدکنندگان گوشت مرغ و طیور در اتحادیۀ اروپا تبدیل کرده است. ادامه مطلب...
IMAGE
سرشاخه نیشکر در تغذیه دام استفاده می‌شود
یکشنبه, 17 آبان 1394
    سالانه میلیون‌ها تن ضایعات و بقایای خوراکی در کشور تولید می‌شود که با کمی تحقیقات و فرآوری می‌توانند به مصرف دام و طیور برسند؛ بقایای سرشاخه نیشکر و پوست پسته از جمله این مواد است. ادامه مطلب...

اخبار پزشکی

IMAGE
جام جهانی با دستاورد مهندسان پزشکی افتتاح شد
دوشنبه, 17 فروردين 1394
جام جهانی با دستاورد مهندسان پزشکی افتتاح شد   این مقاله بصورت اختصاصی توسط پایگاه آموزشی و اطلاع رسانی مهندسی پزشکی تهیه شده و در شماره 160 ماهنامه مهندسی پزشکی ایران به چاپ رسیده و منتشر گردیده است. قطعاً شما هم در هفته‌های اخیر تحت تأثیر هیجان رویداد بزرگی به نام جام جهانی... ادامه مطلب...
IMAGE
دانلود نرم افزار اندروید مهندسی پزشکی
دوشنبه, 17 فروردين 1394
دانلود نرم افزار اندروید مهندسی پزشکی   این نرم افزار ،‌ اولین نرم افزار اندروید مهندسی پزشکی به زبان فارسی است که توسط جناب آقای مهدی نوریان زواره (دانشجوی مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر) طراحی و برنامه نویسی شده است. مطالب این نرم افزار جهت معرفی رشته مهندسی پزشکی... ادامه مطلب...
IMAGE
بکارگیری سامانه پیشرفته «راهبری جراحی» توسط متخصصان ایرانی
دوشنبه, 17 فروردين 1394
بکارگیری سامانه پیشرفته «راهبری جراحی» توسط متخصصان ایرانی   با ارتقای فناوری سامانه راهبری جراحی (Navigation) ساخت متخصصان ایرانی ،‌ این سامانه در بیش از 600 جراحی در 31 بیمارستان خصوصی و دولتی کشور و توسط بیش از 60 جراح مورد استفاده قرار گرفت. ادامه مطلب...
IMAGE
ملاقات پزشک و بیمار از راه دور بوسیله پروژه Teki (به همراه ویدیو)
دوشنبه, 17 فروردين 1394
ملاقات پزشک و بیمار از راه دور بوسیله پروژه Teki (به همراه ویدیو)   با پیشرفت جوامع و افزایش کیفیت بهداشت و درمان ، شاهد بالا رفتن روز به روز شمار افراد مسن در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه هستیم. این آمار رو به رشد موجب شده است تا همیشه نظام سلامت کشورها نسبت به نیاز... ادامه مطلب...
IMAGE
جراحی رباتیک چقدر ایمن است؟
دوشنبه, 17 فروردين 1394
جراحی رباتیک چقدر ایمن است؟   جراحان رباتیک قادر به استفاده از ابزار بسیار ظریف بر روی انگشتان دست خود هستند که میزان دقت جراحی را بالا برده و درصد قابل توجهی از خطاهای انسانی را کاهش داده و می‌توانند سطح مراقبت‌های بهداشتی در قرن 21 را ایمن و کارآمدتر کنند. ادامه مطلب...
Footer
Zo2 Framework Settings

Select one of sample color schemes

Google Font

Menu Font
Body Font
Heading Font

Body

Background Color
Text Color
Link Color
Background Image

Header Wrapper

Background Color
Modules Title
Text Color
Link Color
Background Image

Menu Wrapper

Background Color
Modules Title
Text Color
Link Color
Background Image

Main Wrapper

Background Color
Modules Title
Text Color
Link Color
Background Image

Inset Wrapper

Background Color
Modules Title
Text Color
Link Color
Background Image

Bottom Wrapper

Background Color
Modules Title
Text Color
Link Color
Background Image
Background Color
Modules Title
Text Color
Link Color
Background Image
 
Top of Page