ویلچری هوشمند که با حرکات زبان و سر هدایت می‌شود

به گزارش گرداب و به نقل از تک‌اکسپلور، مرکز توانبخشی بروکس (Brooks) به تازگی اعلام کرده که مطالعه‌ای موسوم به مگ‌ترک (MagTrack) که یک تلاش تحقیقاتی مشترک با دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر جورجیا تک با موفقیت به پایان رسیده است و بازخورد‌های تیم بالینی و بیمارانشان به مهندسان جورجیا تک این امکان را داده که نمونه‌ی اولیه تحقیقات خود را به یک نسخه آماده برای کاربران تبدیل کنند.

این فناوری توسط بیش از ۱۷ فرد استفاده کننده از ویلچر که به فلج چهاراندام دچار هستند، آزمایش شد. فلج چهار اندام (tetraplegia) نوعی فلج است که به دلیل آسیب به نخاع ایجاد می‌شود و بر بازوها، دست‌ها، پا‌ها و لگن فرد اثر می‌گذارد.

همکاری محققان مرکز بروکس و جورجیا تک به ایجاد اولین اپلیکیشن نوآورانه در نوع خود برای کسانی که دچار معلولیت هستند، انجامید. این تیم‌ها که شامل پزشکان، درمانگران بالینی و مهندسان می‌شود تخصص چندین رشته را در علوم پیشرفته، فناوری و توانبخشی بالینی گردهم آوردند.

"ژنو تونوزی" (Geneva Tonuzi) مدیر پزشکی برنامه آسیب نخاعی در مرکز بروکس می‌گوید: ما تیم جورجیا تک را سال‌ها قبل ملاقات کردیم، زمانی که برای اولین بار در مورد پیشرفت‌های تحقیقاتی آن‌ها برای کاربران استفاده کننده از ویلچر شنیدیم.

بروکس دائما به دنبال فناوری‌هایی است که برای بیماران مبتلا به آسیب نخاعی و نقص حرکتی مفید باشد. در نتیجه‌ی این همکاری بالینی مهندسی مگ‌ترک به عنوان یک فناوری کمکی پیشرفته ایجاد شد که به کاربران ویلچر‌های برقی این امکان را می‌دهد تا دستگاه‌های متصل خود مانند تلفن همراه هوشمند و رایانه را با استفاده از یک کنترلگر چندوجهی کنترل کنند. علاوه بر آن این دستگاه کمکی طوری طراحی شده که قابل پوشیدن، بی‌سیم و سازگار با شرایط خاص کاربر باشد.

مطالعه مگ‌ترک مورد توجه بیماران و دانشمندان قرار گرفته و در "IEEE Transactions on Biomedical Engineering" منتشر شده است. از ابتدا مطالعات مگ‌ترک به آزمایش عملکرد کنترلگر سر-زبان (Head-Tongue Controller) که نسخه‌ی اولیه فناوری مگ‌ترک بود برای بررسی توانایی آن در انجام تعاملات پیچیده انسان و ماشین که کیفیت زندگی کاربران را بهبود می‌بخشد، پرداختند.

این کنترلگر به کاربر امکان انجام انواع مختلفی از وظایف پیچیده را با یک کنترلگر و با استفاده از حرکات زبان و سر می‌دهد. این حرکات با استفاده از یک عینک و یک ردیاب کوچک که به طور موقت با چسب زیست‌سازگار به زبان متصل می‌شود تشخیص داده می‌شوند.

فرمان‌های خاص با استفاده از پردازش پیشرفته داده‌ها و مدل‌های یادگیری ماشینی از روی این حرکات تشخیص داده می‌شوند. این فناوری به کاربر اجازه می‌دهد تا طیف گوناگونی از عملکرد‌های روزانه با کنترل قابل تنظیم از انجام فعالیت‌های رایانه‌ای پیچیده گرفته تا انجام مانور‌های پیشرفته راندن ویلچر را به انجام برساند.

در آخرین مطالعه، محققان، فناوری مگ‌ترک را به یک ویلچر برقی که توسط شرکت "Quantum Rehab" اهدا شده بود متصل کردند و از ۱۷ داوطلب از مرکز توانبخشی بروکس کمک گرفتند تا عملکرد این دستگاه را با انجام فعالیت‌های ساده و پیچیده هدایت ویلچر مورد آزمایش قرار دهند.

نتایج نشان داد که کاربران مگ‌ترک می‌توانند با استفاده از کنترلگر سر-زبان این فعالیت‌ها را با سرعتی مشابه یا بیشتر از کنترلگر شخصی خود انجام دهند. از آنجا که این مطالعه تنها سه ساعت به طول انجامید و کاربران از ویلچر‌های شخصی خودشان استفاده نمی‌کردند پیش‌بینی می‌شود که اگر زمان بیشتری برای آشنایی با این فناوری در اختیار شرکت‌کنندگان قرار بگیرد و از ویلچر خودشان استفاده کنند، مهارت بیشتر و عملکرد بهتری داشته باشند.

"جسی میلیکن" (Jesse Milliken)، آسیب شناس گفتار و زبان در برنامه آسیب نخاعی در بیمارستان توانبخشی بروکس می‌گوید: کار با همه‌ی شرکت‌کنندگان بسیار مفید بوده است. هر بیماری که می‌آمد کسی بود که مستقیما تحت تاثیر آسیب نخاعی قرار گرفته بود و می‌توانست از این فناوری بهره ببرد.

دیدن خوشحالی در چهره آن‌ها زمانی که می‌توانستند ویلچر شان را راحت و آسان کنترل کنند بسیار فوق‌العاده بود. بیمارانی که در فاز سوم این مطالعه شرکت داشتند این پیشرفت را "هیجان‌انگیز" و "سیستم فوق‌العاده‌ای که می‌تواند برای مصارف زیادی استفاده شود" می‌دانند و پس از آن که از این فناوری استفاده کردند به این باور رسیدند که این فناوری می‌تواند زندگی افرادی که قادر به استفاده از آن هستند را متحول کند.

تا به امروز آرایه سر (head array) و "sip-and-puff" رایج‌ترین کنترلگر‌هایی هستند که درمانگر‌ها به افراد دارای فلج چهار اندام توصیه می‌کنند و سوییچ‌های تخصصی و فناوری جوی‌استیک مناسب کسانی است که قادر به حرکت اندام فوقانی خود هستند.

این فناوری‌ها دهه‌ها قبل برای پاسخ به نیاز‌های اساسی افراد ایجاد شدند و از آن زمان، فقدان نوآوری در این زمینه مانع از تطبیق فناوری‌های کمکی با فناوری‌های امروزی شده است. علاوه بر آن این فناوری‌ها روی ویلچر نصب می‌شوند و هنگام انتقال فرد به تخت‌خواب، مبل یا هر مکان دیگری غیر از ویلچر دیگر امکان استفاده از آن وجود نخواهد داشت؛ بنابراین نیاز روزافزونی برای دسترسی این افراد به کنترلگر‌های جدید وجود دارد که آن‌ها را قادر می‌سازد عضوی فعال در جهان دیجیتالی باشند.

به عنوان نتیجه این مطالعات، مگ‌ترک برای ارائه تجربه‌ای یکپارچه که کاربر بتواند از هدایت ویلچر به کنترل دستگاه‌های الکترونیکی اطرافش مانند تلفن همراه، رایانه، تلویزیون هوشمند و درب‌های خودکار تغییر وضعیت دهد، بهبود یافت. این دستگاه پوشیدنی است و بنابراین می‌توان آن را همه جا مورد استفاده قرار داد و بی‌سیم بودن آن باعث شده که قابلیت حمل آسان این دستگاه وجود داشته باشد.

محققان جورجیا تک در حال کار بر روی نسخه‌ی جدیدی از مگ‌ترک هستند که نه تنها نامحسوس‌تر است بلکه می‌تواند حرکات صورت را تشخیص دهد و به طور قابل توجهی قابلیت‌های کنترل آن افزایش یافته است.

طی سال‌های آینده این تیم قصد دارد که مگ‌ترک را برای آزمایش در خانه در دسترس پذیرندگان اولیه قرار دهد تا پیش از تولید آن به صورت تجاری آن را بهبود دهند.