الاستقلال والحركة من خلال الروبوتات – كيف يمكن للبدلات الخارجية مساعدة مرضى داء باركنسون

البدلات الخارجية المتواضعة ولكنها تغير الحياة

منذ نشر رواية هاينلاين الكلاسيكية ستارشيب تروبر في عام 1959، كانت الخيال العلمي دائمًا حريصًا على التنبؤ باستخدام درع متنقل يسمى “بدلات خارجية” أو “هيكل خارجي”. في الواقع، نحن بعيدون جدًا عن مثل هذا النظام لتكون موزعة بشكل روتيني من قبل مشاة الفضاء ذوي المظهر البارد.

ولكن أشكال أكثر واقعية من البدلات الخارجية الروبوتية يتم تطويرها الآن لمساعدة الأشخاص الذين يعانون منmobility المحدودة أو لمساعدة العمال في المصانع والمخازن.

مثال على ذلك هو بدلة خارجية روبوتية جديدة صممتها جامعة هارفارد كلية هارفارد جون أ. بولسون للعلوم والهندسة التطبيقية. تساعد المرضى الذين يعانون من داء باركنسون على استعادةmobility.

بشكل أكثر دقة، تساعد على حل مشكلة “تجمد المشي”، وهو عندما يتم قطع خطوة فجأة بسبب مرض تنكسي عصبي. يمكن أن يقلل هذا منmobility، ويسبب السقوط، ويمكن حتى منع مرضى باركنسون من المشي تمامًا.

“الملابس الروبوتية، التي تُرتدى حول الوركين والفخذين، تعطي دفعة لطيفة للوركين أثناء دوران الساق، مما يساعد المريض على تحقيق خطوة أطول.”

يمكن أن يجعل هذا المساعدة الميكانيكية المرضى يمشون أكثر، وأسرع، وأسهل. هذا هو الإصدار الأخير من تقنية معمل Walsh البيولوجي الروبوتية لمساعدةmobility.

مصدر: هارفارد

تم إظهار أنظمة سابقة تساعد الناس بعد السكتة الدماغية، ومرض ALS (التصلب الجانبي الأميوتروفيك)، وأمراض أخرى تؤثر علىmobility.

لماذا الآن؟

في حين تم تصميم نماذج أولية لمثل هذه المساعدة الروبوتية منذ أكثر من عقد، فإن خطوة التطوير والتسويق هي أقرب اليوم.

عامل رئيسي هو تطوير بطاريات أكثر قوة. يساعد في إبقاء البدلات الروبوتية مدفوعة لفترة أطول، بالإضافة إلى أن تكون أخف وأقل حجما.

تم إحراز تقدم أيضًا مع المواد المتقدمة التي يمكن أن تتمدد وتنكمش مثل العضلات البيولوجية أكثر من النهج الأولي الذي يستخدم المكابس والمحاور البدائية. هذا هو جزء أساسي من بدلة هارفارد الخارجية، مع تصميم “ناعم” يسمح بالحركات الأسهل ووزن أخف.

ومع ذلك، فإن انتشار هواتف الاسمارتفون يسمح أيضًا بتطبيقات مريحة لمراقبة بدلة الخارجية.

سوق ناشئ

يُقدر سوق البدلات الخارجية بقيمة 523 مليون دولار في عام 2022 ويمكن أن يصل إلى 2.2 مليار دولار بحلول عام 2032، أو معدل نمو سنوي مركب يبلغ 15.5٪. حتى الآن، يتم تشغيله من قبل الاستخدامات الطبية – في الغالب التأهيل – إلى جانب القضايا العصبية. حماية العمود الفقري من الإصابة عند رفع الأوزان الثقيلة هو سوق آخر في نمو.

ابتكار مدفوع بالطاقة

خطوة أخرى من ابتكار بدلة الخارجية سيأتي على الأرجح من دمج ابتكارات أخرى في التصاميم الحالية.

الذكاء الاصطناعي (AI)

مع تقدم التعلم الآلي، سيكون الذكاء الاصطناعي خطوة رئيسية تجاه جعل البدلات الخارجية أكثر تفاعلاً وفائدة. إذا كان بوسطن دايناميكس (الآن جزء من هيونداي – HYMTF) يمكن أن يجعل روبوت أطلس يرقص ويفعل قفزة إلى الخلف، يمكن لبدلة خارجية مدفوعة بالذكاء الاصطناعي أن تساعد مستخدمها على البقاء مستقرًا ومتحركًا بسهولة.

مصدر: بوسطن دايناميكس

مرة واحدة عندما تكون التقنية ناضجة تمامًا، يتصور بعضها حلولًا مثل أطلس يمكنها المشي لأشخاص مصابين بالشلل أو بتر، واستبدال الكراسي المتحركة تمامًا. يمكن استخدام بدلات خارجية محدودة، على سبيل المثال، استبدال ساق واحدة، بشكل مشابه دون الوصول إلى مستوى غرس بIONIC كامل.

التصنيع الإضافي

تكنولوجيا أخرى مفيدة سيكون التصنيع الإضافي / الطباعة ثلاثية الأبعاد. يمكن استخدامها أولاً لتصميم قطع معقدة بتكلفة أقل وأحيانًا تصميم قطع التي من الصعب أو المستحيل تصنيعها باستخدام الطرق التقليدية. سيساعد أيضًا في إنتاج قطع غيار وإصلاحها واحدة تلو الأخرى بدلاً من الاعتماد على التصنيع بالدفعة والمخزون.

أخيرًا، سوف يسمح التصنيع الإضافي ببدلات خارجية أكثر قابلية للتخصيص، مع أحجام وتنسيقات وقوة متغيرة، إلخ، مع كل منها مخصص للاحتياجات الدقيقة لكل مستخدم.

شركات البدلات الخارجية والهياكل الخارجية

بدلات خارجية طبية

1. Ekso BIONICS

(EKSO )

Ekso BIONICS هي شركة رائدة في تقنية الهيكل الخارجي، مع إطلاق أول هيكل خارجي طبي تجاري في عام 2012. منذ ذلك الحين، حصلت على موافقة لبدلاتها ABI وEVO.

في حين أنها توسع في قطاع العمل / 重荷، لا تزال الشركة تركز بشكل رئيسي على العلاجات وmobility الطبية.

إيرادات الشركة نمت بسرعة (+38% من عام إلى عام في عام 2023).

مصدر: Parker

تمتلك مؤخرًا وحدة أعمال الحركة والسيطرة البشرية (HMC) من شركة Parker Hannifin Corporation لتقديم بدلاتها الخارجية المزودة بالطاقة للأشخاص المصابين بالشلل إلى عروضها. قد يشير هذا إلى أن Ekso لديها إمكانية جيدة لتصبح شركة متسلسلة في قطاع الهيكل الخارجي، وتوسيع عروضها من خلال مزيج من البحث والتطوير الداخلي والاستحواذ الاستراتيجي.

2. ReWalk Robotics

(RWLK )

توفر ReWalk حلولًا لبدلات خارجية لتحسين التأهيل بعد السكتة الدماغية ولأشخاص الذين يعانون من إصابات في الحبل الشوكي.

sold أكثر من 600 وحدة حتى الآن، مع التركيز على ألمانيا والولايات المتحدة.

شهدت ReWalk التغطية الأولى لبرنامج Medicare في بداية عام 2024، مما يفتح إمكانية سوق أكبر بكثير بفضل تغطية التأمين. استحوذت ReWalk على AlterG في أغسطس 2023 مقابل 19 مليون دولار، وهي شركة تصنع أجهزة تجريبية متخصصة في علاجات التأهيل، وoffers مكملة لبدلات ReWalk الخارجية.

مصدر: Rewalk

التعاون بين الشركتين، التي تستهدف نفس مراكز التأهيل والأطباء، يجب أن يساعد كلا الشركتين على النمو من خلال دمج جهود البيع.

3. Cyberdyne

Cyberdyne هي شركة معروفة بصنع بدلة HAL (الذراع المساعد الهجين) الخارجية. هذا هو حل مصمم للكشف عن وإمالة الإشارات العصبية الصغيرة للمساعدة في الحركات المرغوبة للمريض.

除了 HAL، Cyberdyne لديها بدلة خارجية للأطراف العلوية والركبتين، ودعم مفصل واحد. النظام يتم استخدامه حاليًا لأغراض طبية، ولكن هذا التصميم قد يكون مستقبل البدلات الخارجية الأكثر قوة، قادرة على زيادة الحركات الفعلية للعمال بالكامل مع الروبوتات، أقرب إلى بدلة Iron Man.

يمكن استخدام الكشف عن الإشارات العصبية الدقيقة أيضًا لمساعدة المرضى على التواصل، حتى مع إعاقات في الكلام، باستخدام تقنية CYIN للشركة.

مصدر: Cyberdyne

تستفيد الشركة أيضًا من خبرتها في الروبوتات والمتحسسات لبيع robots النظافة، وكذلك النقل الروبوتات، ونظام التصوير الصوتي.

4. Trexo Robotics

تخصص Trexo في تصميم مساعدة روبوتية للأطفال الذين يعانون من إعاقات مثل الشلل الدماغي.

هذا هو دور محوري ولكن مهم، حيث لن يكون للأطفال نفس الاحتياجات والقدرات كما البالغين في التأهيل. إنه أيضًا قدرة تغيير الحياة لطفل أن يكون قادرًا أخيرًا على التحرك بحرية أكبر.

مصدر: Trexo

هو أيضًا أداة علاجية قوية وأداة جودة الحياة للأمراض النادرة التي قد لا يكون لها علاجات وظيفية لسنوات أو عقود.

بدلات خارجية تجارية

1. SUITX بواسطة Ottobock

SUITX هي بدلة خارجية غير مدفوعة بالطاقة مع التركيز على الصناعات مثل السيارات واللوجستيات لمساعدة الموظفين في رفع الأوزان الثقيلة وتقليل مخاطر الإصابات بالعمود الفقري.

الشركة لديها بالفعل أكثر من 2000 شركة تستخدم منتجاتها.

مصدر: SuitX

بدلات خارجية عسكرية

SABER (بدلة خارجية مساعدة بIONIC للجنود للاستبدال) هي بدلة وزنها 3 رطل تم تطويرها من قبل الجيش الأمريكي بالشراكة مع جامعة فاندربيلت. لتحديد خيبة أمل للمشجعين الخياليين أو محبي Iron Man، من غير المحتمل أن يتم استخدام البدلة في القتال، وتم تصميمها لغرض أكثر روتينًا (ولكن لا يقل أهمية): اللوجستيات.

مصدر: Herowear

الجنود يجب أن يرفعوا أوزانًا ثقيلة، مما يضعهم في خطر كبير من إصابات الظهر. هذا هو “أداة ارتداء خفيفة الوزن وذات شكل منخفض غير مدفوعة بالطاقة”.

من قبل، عملت جامعة فاندربيلت على بدلة خارجية مشابهة مع HeroWear، وهي شركة رائدة في تصنيع البدلات الخارجية؛ و Interwoven Design، وهي شركة رائدة في تصميم الملابس والمنتجات. HeroWear تبيع تصميمها الخاص لبدلة خارجية مدنية للرفع، Apex 2، مقابل أكثر من 1000 دولار للبدلة.

مصدر: Herowear