قفاز مدعوم بالذكاء الاصطناعي لإعادة تأهيل اليدين لمرضى الشلل

نجح باحثون من جامعة ميونخ الالمانية للتقنية (TUM ) في تطوير قفاز ذكي ناعم يعمل بالهواء المضغوط يعيد لمرضى شلل اليدين القدرة على الإمساك بالأشياء اليومية بدقة وأمان عاليين ، ويعتمد هذا الابتكارعلى تحليل الإشارات الكهربائية الصادرة من عضلات الساعد، لتحديد لحظة نية الشخص في الإمساك بالشيء، ثم تفعيل القفاز لمساعدته على تنفيذ الحركة.

يتكون ما يُعرف باسم "الهيكل الخارجي اليدوي الناعم" من قفاز مصنوع من القماش، مزود بوسائد هوائية موزعة على سطحه الخارجي ، حيث تعمل هذه الوسائد عبر 13 أنبوباً هوائياً، تسمح بثني الأصابع وفردها بشكل منفصل، بالإضافة إلى دعم حركة المعصم، مما يساعد المستخدم على الإمساك بأشياء مختلفة مثل الكوب أو الملعقة أو الطبق بشكل آمن.

يستخدم الباحثون حساسات توضع على الساعد لالتقاط الإشارات الكهربائية العضلية ، ثم يتم تحليل هذه الإشارات باستخدام تقنيات التعلم الآلي لتحديد نية الحركة بدقة تصل إلى 97% ، حيث يتم استخدام حساسات إضافية لرصد حركة اليد أثناء النقل والحفاظ على ثبات القبضة.

وأوضح الباحثون أن القفاز لا يبدو تقنياً معقداً من الخارج، لكنه يوفر أداءً فعالاً يمكن أن يستفيد منه عدد كبير من المرضى ، تم تطوير النظام بالتعاون مع مريض مصاب بمرض Amyotrophic Lateral Sclerosis، وهو مرض عصبي تدريجي يؤدي إلى فقدان التحكم بالعضلات ، ففي بداية التجربة، كان المريض يعاني من ضعف شديد في حركة اليد، لكنه كان لا يزال قادراً على تحريك مفصل الإبهام.

اعتمد الباحثون على أقوى الإشارات الصادرة من عضلات الإبهام لتشغيل القفاز عند محاولة الإمساك ، حيث أظهرت النتائج أن النظام تمكن من التعرف على نية المريض بشكل صحيح في 9 من كل 10 محاولات ، وقد سجل المريض، لأول مرة خلال أربع سنوات، قدرة على إمساك الشوكة والتقاط المكعبات الصغيرة ورميها في وعاء، مما يعكس فعالية النظام في استعادة الوظائف الحركية الأساسية رغم شدة الحالة العصبية ، أداء تمارين بسيطة لتحفيز حركة الإبهام عبر لعبة فيديو تفاعلية ، كما تبين أن خمس دقائق فقط من التدريب كافية لتحسين القدرة على الإمساك بشكل ملحوظ.

 وأشار الباحث جون ناسور من معهد الأنظمة الإدراكية في الجامعة ، إن القفاز يتميز بذكاء مزدوج ، فهو يجمع بين دقة التنبؤ بحركة المستخدم، ودعم ميكانيكي فعال للحركة نفسها ، وأكد البروفيسور جوردون تشينج أن التكلفة المنخفضة وسهولة التصنيع تجعل التقنية قابلة للتطبيق على نطاق واسع.

وأشار الباحثون إلى أنهم يعملون حالياً على تطوير التقنية لتناسب مرضى آخرين، مثل الناجين من السكتات الدماغية ، بينما يؤكد طبيب الأعصاب Tobias Wächter أن القفاز يمثل حلاً واعداً لمرضى الشلل الرخو الناتج عن إصابات الأعصاب الطرفية الناتجة عن الحوادث ، أو اعتلال الأعصاب متعدد الأعصاب.