Ερευνητές του Columbia University κατασκεύασαν την πρώτη συσκευή που καταγράφει την 3D ακαμψία του ανθρώπινου κορμού, δίνοντας ελπίδα στα παιδιά με δυσπλασίες της ράχης, όπως είναι η ιδιοπαθής σκολίωση και η κύφωση.
Η σχετική έρευνα, με τίτλο “Robotic Spine Exoskeleton (RoSE): Characterizing the Three-dimensional Stiffness of the Human Torso in the Treatment of Spine Deformity,” δημοσιεύτηκε τον Μάρτιο του 2018 στο επιστημονικό ακαδημαϊκό περιοδικό IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering.
Όπως δηλώνει ένας εκ των επιστημόνων που συνέψραψαν το άρθρο, ο Sunil K. Agrawal, Ph.D., καθηγητής του Department of Rehabilitative and Regenerative Medicine και διευθυντής του εργαστηρίου The Robotics and Rehabilitation (RoAR) στο Πανεπιστήμιο Columbia:
“Πολλά παιδιά με ιδιοπαθή σκολίωση χρειάζεται να φορέσουν κηδεμόνα. Ωστόσο, οι κηδεμόνες είναι όλοι στατικοί, δηλαδή δεν προσαρμόζονται στις εξωτερικές δυνάμεις. Επίσης, δεν είναι γνωστό με ποιον τρόπο οι δυνάμεις αυτές, όταν ασκούνται από τον κηδεμόνα, επηρεάζουν την στάση του κορμού.
Αυτό ήταν το κίνητρο για να σχεδιάσουμε έναν ρομποτικό κηδεμόνα που μας επιτρέπει να μελετήσουμε τις μετατοπίσεις του κορμού σε σχέση με τις εξωτερικές δυνάμεις.
Ο σχεδιασμός του κηδεμόνα βασίστηκε σε σκανάρισμα του ανθρώπινου σώματος. Πολλά από τα μέρη του κηδεμόνα παράχθηκαν με εκτύπωση 3D και ήταν προσαρμοσμένα στους χρήστες. Ο κηδεμόνας RoSE είναι πλήρως φορέσιμος και μπορεί να καταγράφει δυνάμεις και κινήσεις σε βάθος χρόνου, όσο τον φορά ο χρήστης».
Η πειραματική δοκιμή του κηδεμόνα επέτρεψε στους ερευνητές να συλλέξουν δεδομένα σχετικά με την ακαμψία της σπονδυλικής στήλης. Στην πραγματικότητα, ο ανώτερος κορμός μας λειτουργεί σαν ένα ελατήριο 6 διαστάσεων. Όταν ασκείται δύναμη σε μια κατεύθυνση, προκαλεί κίνηση και περιστροφή στις τρεις διαστάσεις του χώρου. Οι ασθενείς με μη φυσιολογική καμπύλη της σπονδυλικής στήλης έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά ακαμψίας σε σχέση με όσους έχουν φυσιολογική σπονδυλική στήλη.
Φιλοδοξία της ερευνητικής ομάδας είναι να κατασκευάσουν έναν κηδεμόνα που να ελέγχει τις δυνάμεις επί του ανώτερου κορμού του σώματος σε αντίθεση με τις μετατοπίσεις του κορμού. Μπορεί δηλαδή να κατασκευαστεί ένας κηδεμόνας που θα ασκεί διορθωτικές δυνάμεις στον κορμό, επιτρέποντας όμως ταυτόχρονα στον χρήστη ελευθερία κινήσεων, όπως να σκύψει για να δέσει τα κορδόνια του.
“Ο κηδεμόνας RoSE brace μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν εργαλείο που θα χαρακτηρίζει τις δυνάμεις αλλά και τις αλλαγές που αυτές επιφέρουν στην καμπύλη της σπονδυλικής στήλης. Επιπλέον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αναπτύξουμε νέες τεχνικές για την διόρθωση, το φορτίο, την αποσυμπίεση, ρυθμίζοντας τις δυνάμεις σε πραγματικό χρόνο με τη χρήση του ρομποτικού κηδεμόνα”.
