«الطرف الهجين المساعد»... أداة روبوتية لمساعدة العاجزين عن المشي

يعتمد على تقنيات يمتزج فيها التحكم الإرادي والتحكم الآلي

«الطرف الهجين المساعد»... أداة روبوتية لمساعدة العاجزين عن المشي
TT

«الطرف الهجين المساعد»... أداة روبوتية لمساعدة العاجزين عن المشي

«الطرف الهجين المساعد»... أداة روبوتية لمساعدة العاجزين عن المشي

حصلت شركة «سايبردين» اليابانية المتخصصة بصناعة الروبوتات والتي يثير اسمها بعض الشكوك، على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأميركية لطرح روبوتها المسمى «الطرف الهجين المساعد HAL» وهو هيكل آلي هجين مساعد للأطراف Hybrid Assistive Limb في المنطقة السفلى من جسم الإنسان في الولايات المتحدة، وتوفيره عبر المؤسسات الطبية المرخصة.

أداة آلية مساعدة

«الطرف الهجين المساعد» هو عبارة عن روبوت قادر على السير، يثبته المستخدم بقدميه، وتتصل أجهزة استشعاره بالعضلات لرصد الإشارات الكهربائية - البيولوجية التي يرسلها الدماغ للعضلات لأمرها بالحركة، ليعمل بعدها الهيكل الآلي على تنشيط الشخص المستخدم له ومساعدته عبر تعزيز قوته وتوازنه.
ومنحت إدارة الغذاء والدواء الأميركية موافقتها على ما يعرف بـ«النسخة الطبية من الطرف الهجين المساعد»، المصمم لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من إعاقة في أطرافهم السفلى ولا يستطيعون السير وحدهم.
وبينما يتوفر عدد كبير من الهياكل الأخرى المشابهة المخصصة لمساعدة الناس العاجزين على السير مجدداً، إلا أن الأمر المختلف في «الطرف الهجين المساعد» من سايبردين، هو طريقته التي تعتمد على مزيج من التحكم الإرادي والتحكم الذاتي بالاعتماد على الجهاز العصبي للمستخدم لتسيير الهيكل الآلي. واعتبرت الشركة المنتجة أن هذا الهيكل سيزيد فعالية عملية إعادة التأهيل، لأن من يسير خلالها، ليس الروبوت فحسب، بل الإنسان أيضاً.
وتجدر الإشارة إلى أن هذا المساعد الآلي اعتمد في اليابان منذ عدّة سنوات.

تحكم إرادي وآلي

يؤسس المساعد الهجين من سايبردين لارتجاع بيولوجي تفاعلي بناء على معلومات حركية مصدرها ما يريد الإنسان تحقيقه. ويحصل الهيكل على تلك المعلومات من نظام الدماغ العصبي إضافة ونظام الاستشعار المتصل بالعضلات، بهدف تأسيس دائرة عصبية بين جهاز الدماغ العصبي والجهاز العضلي الهيكلي.
وفي حال كان المريض غير قادر على بذل قوة عضلية كافية للحركة بسبب اختلال جسدي ما، يستطيع العلاج أن يحقّق حركة فعلية متناغمة مع هدف الحركة الصادر عن دماغ الإنسان ويتفادى في الوقت نفسه تحميل نظام الشخص العصبي - العضلي ثقلاً إضافياً، فيزيد بذلك فرص التحسن وإعادة التأهيل.
لا يتحرك المساعد الآلي الهجين قبل أن يتلقى إشارة كهربائية من المستخدم الذي يبحث عن المساعدة في تحريك أطرافه، فيساهم هذا الأمر في التأسيس لديناميكية السبب والتأثير بين المستخدم والهيكل.
يعتبر انقطاع التواصل بين ما يريد الدماغ القيام به، والتعليمات التي يصدرها الجهاز العصبي، والحركة العضلية الناتجة السبب في الكثير من إعاقات القسم السفلي من الجسم. لهذا السبب، يعمد المساعد الهجين إلى مساعدة المستخدم على استئناف هذه الاتصالات. وحتى وإن كانت عضلات المستهلك لا تعمل بالشكل الصحيح حين يصدر الدماغ أمر «السير» لها، يساهم وجود المساعد في تلقف هذه الإشارات وتحريك عضلات المصاب لتسريع عملية تعلّم الدماغ والعضلات كيف يعملان معاً من جديد.
وتعرّف «سايبردين» هذه العملية على أنها «دائرة ارتجاع بيولوجي تفاعلي»، وتقول إن «هذه الحركة المتكررة تقوي وتعدّل الاتصالات بين الأعصاب في الدماغ والنخاع الشوكي، والاتصالات بين الأعصاب والعضلات، لتحدث تحسناً وتجديداً في الوظائف الجسدية».


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

«إعادة التحريج»... عوائد إيجابية للمجتمعات الأفريقية

دراسة تؤكد زيادة النشاط الاقتصادي في المناطق القريبة من مزارع الأشجار بأفريقيا (رويترز)
دراسة تؤكد زيادة النشاط الاقتصادي في المناطق القريبة من مزارع الأشجار بأفريقيا (رويترز)
TT

«إعادة التحريج»... عوائد إيجابية للمجتمعات الأفريقية

دراسة تؤكد زيادة النشاط الاقتصادي في المناطق القريبة من مزارع الأشجار بأفريقيا (رويترز)
دراسة تؤكد زيادة النشاط الاقتصادي في المناطق القريبة من مزارع الأشجار بأفريقيا (رويترز)

شهدت السنوات الأخيرة تصاعداً ملحوظاً في الاهتمام بمبادرات «إعادة التحريج» بصفتها استراتيجية فعّالة لمواجهة آثار تغيّر المناخ وتحسين سبل معيشة السكان المحليين.

«إعادة التحريج»

تعني «إعادة التحريج»، وفق الأمم المتحدة، استعادة الأراضي التي كانت مغطاة بالغابات من خلال زراعة أشجار جديدة لتعويض الغطاء الحرجي المفقود، بخلاف التشجير الذي يركّز على زراعة أشجار في مناطق لم تكن غابات أصلاً.

وتهدف هذه العملية إلى معالجة تحديات بيئية كبيرة، مثل: التغير المناخي وتآكل التربة، كما تعزّز التنوع البيولوجي، فضلاً عن فوائدها البيئية، مثل تحسين جودة الهواء. وتُسهم «إعادة التحريج» في خلق فرص عمل وتحسين الأمن الغذائي.

ومن أبرز هذه المبادرات «تحدي بون» (Bonn Challenge)، الذي أُطلق عام 2011 بوصفه حملة عالمية، تهدف إلى إعادة تأهيل 350 مليون هكتار من الأراضي المتدهورة والغابات بحلول عام 2030.

وتشمل هذه المبادرة أساليب متعددة؛ مثل: الزراعة المكثفة لتكوين غابات جديدة لأغراض بيئية أو إنتاجية، والزراعة المختلطة التي تدمج الأشجار مع المحاصيل، أو تربية الحيوانات لزيادة الإنتاجية، بالإضافة إلى التجدد الطبيعي حيث تترك الطبيعة لاستعادة الغابات ذاتياً دون تدخل بشري.

وفي دراسة أُجريت من قِبل فريق بحث دولي من الدنمارك وكندا والولايات المتحدة، تم تحليل تأثير «إعادة التحريج» في تحسين مستويات المعيشة لدى 18 دولة أفريقية، ونُشرت النتائج في عدد 20 نوفمبر (تشرين الثاني) الماضي، من دورية «Communications Earth & Environment».

واعتمدت الدراسة على بيانات أكثر من 200 ألف أسرة بين عامي 2000 و2015. واستخدم الباحثون أساليب إحصائية دقيقة لتحديد العلاقة الإيجابية بين إعادة التحريج وتحسّن مستويات المعيشة.

واستندوا إلى مؤشرات متنوعة لقياس الفقر تشمل التعليم والصحة ومستويات المعيشة؛ حيث أظهرت النتائج أن زراعة الأشجار أسهمت بشكل مباشر في تحسين الدخل وتوفير فرص عمل، بالإضافة إلى آثار اقتصادية غير مباشرة. كما أظهرت أن مناطق زراعة الأشجار كان لها تأثير أكبر من مناطق استعادة الغابات الطبيعية في تخفيف حدة الفقر.

يقول الباحث الرئيس للدراسة في قسم علوم الأرض وإدارة الموارد الطبيعية بجامعة كوبنهاغن، الدكتور باوي دن برابر، إن الدراسة تطرح ثلاث آليات رئيسة قد تُسهم في تقليص الفقر، نتيجة لتوسع مزارع الأشجار أو استعادة الغابات.

وأضاف، في تصريحات لـ«الشرق الأوسط»، أن الآليات تتمثّل في توفير الدخل من خلال بيع منتجات الغابات، مثل: المطاط أو زيت النخيل، ما يسمح للأسرة بزيادة مواردها المادية. كما أن زراعة الأشجار قد تؤدي إلى خلق فرص عمل للسكان المحليين، في حين يمكن أن تُسهم مناطق التجديد البيئي في تحسين الظروف البيئية، ما يفيد الأسر المحلية من خلال النباتات والحيوانات التي يمكن بيعها وتوفير دخل إضافي للسكان.

ووفقاً لنتائج الدراسة، هناك مؤشرات من بعض البلدان؛ مثل: أوغندا، وبنين، أظهرت زيادة في النشاط الاقتصادي في المناطق القريبة من مزارع الأشجار مقارنة بتلك التي لا تحتوي عليها.

تأثيرات الاستدامة

كما أشارت الدراسة إلى أن برامج التشجير في أفريقيا التي تهدف إلى استعادة أكثر من 120 مليون هكتار من الأراضي عبر مبادرات، مثل: «السور الأخضر العظيم»، و«الأجندة الأفريقية لاستعادة النظم البيئية»، تمثّل جهداً كبيراً لمكافحة الفقر وتدهور البيئة.

وتُسهم نتائج الدراسة، وفق برابر، في النقاش المستمر حول استدامة تأثيرات زراعة الأشجار في التنوع البيولوجي والمجتمعات المحلية، من خلال تسليط الضوء على الفوائد المحتملة لهذه المبادرات عندما يتمّ تنفيذها بشكل مدروس ومتوازن. كما أظهرت أن مبادرات زراعة الأشجار، مثل «تحدي بون»، يمكن أن تؤدي إلى نتائج إيجابية للمجتمعات المحلية، سواء من حيث تحسين مستوى المعيشة أو تعزيز التنوع البيولوجي.

وتوصي الدراسة بأهمية مشاركة المجتمعات المحلية في هذه المبادرات بصفتها شرطاً أساسياً لضمان استدامتها ونجاحها، فالتفاعل المباشر للمجتمعات مع المشروعات البيئية يزيد من تقبلها وفاعليتها، مما يعزّز فرص نجاحها على المدى الطويل.