Bedensel engeller, aşırı kilo, hastalıklar, ileri yaş ya da egzersiz sırasında sakatlanma gibi nedenlerle geçici veya kalıcı olarak hareket zorluğu yaşayan pek çok insan var. Hareketsiz yaşam ve oturarak çalışma nedeniye boyun, bel ve diz sorunları da adeta bir salgına dönüşmüş durumda. Bu durum dış iskeletlerin giderek daha çok önem kazanmasına neden oluyor. Başlangıçta askeri amaçlarla geliştirilmeye başlayan dış iskeletler, zamanla dev şirketler tarafından işçilerin verimini artırmak için kullanılan bir iş malzemesi olarak piyasada yer edindi. Şimdilerde gerçek anlamda insana hizmet edecek versiyonları geliştiriliyor. Örneğin tekerlekli sandalye kullananların veya tüm bedeni felçli olanların ayağa kalkıp yürümesini sağlayacak dış iskeletler üzerinde çalışılıyor. Yine ileri yaştaki insanların yaşamını kolaylaştıracak tasarımlar da oldukça umut verici.

Stanford Üniversitesi’ndeki araştırma ekibi, geçen yıl yayınladığı bir araştırmanın finalinde kullanıcının yürüme hızını yaklaşık %40 oranında artırabilen bir dış iskelet tanıtmıştı. Onun da öncesinde koşucular için tasarlanan ve hızı %10 artırabilen bir başka versiyon daha tanıtmışlardı. Bu haberde yer verdiğimiz dış iskeletse, bu cihazların en yeni ve en gelişmiş versiyonu.

Stanford araştırmacıları yıllardır dış iskelet geliştiriyor ama bu, sabit laboratuvar kurulumlarına bağlı olmayan ilk versiyon

Bu yeni cihaz da öncekiler gibi yürümeyi kolaylaştırmak için tasarlanmış bir ayak bileği dış iskeleti. Destek seviyesini anında ayarlayan cihaz 13 kiloluk bir sırt çantasını çıkarmaya benzer bir etki yapıyor.

Önceki versiyonlar; teller, kablolar, koşu bantları ve harici motorlarla bütünleşen karmaşık laboratuvar kurulumlarından özgürleşememişti. Araştırmacılar, bu süreçte denekleri bu emülatörlere bağlayarak hareket verilerini topladılar. Yürüyüş ve enerji verilerine dayalı olarak optimal düzeyde yardım sunmak için sistemleri hızla test edip ince ayarlamalar yaptılar. Bu emülatörler, ekibin araştırma ve geliştirmeleri için paha biçilmezdi ve yüksek derecede kişiselleştirme yapabilmeye imkan tanıdı. Ancak, gerçek dünyadaki kullanım söz konusu olduğunda bu dış iskeletler bariz sınırlamalara sahipti. Bu yüzden sabit laboratuvar kurulumlarına bağlı olmayan bir versiyon her zaman ekibin hedefindeydi.

Bu dış iskelet %17 daha az enerji harcayarak %9 daha hızlı yürümeyi sağlıyor

Yeni dış iskelet, ayak bileğine tork uygulayan motorlu bir bot. Bunu yaparken baldır kasının bazı işlevlerini yerine getirerek kullanıcının her adımda itilmesini sağlıyor. Destek seviyesini kişinin yürüme şekline göre uyarlamak için makine öğrenimi algoritmalarını kullanıyor. Kulalnıcının hareketini izleyebilmesi için bota giyilebilir sensörler yerleştirilmiş.

Ekip üyesi Patrick Slade, “Doğru desteği sağlamak için giyilebilir cihazlar aracılığıyla kullanıcının ayak bileği hareketini ve kuvvetini ölçüyoruz. Böylece insanlar yürürken cihazı kontrol edebiliyor ve onlara güvenli, göze batmayan bir şekilde yardımcı olabiliyoruz.” diyor.

Vücuttan 13 kiloluk yük eksilmiş gibi bir etki yaratıyor

Ekip, dış iskeletin kullanıcıya alışması ve onu anlaması için yaklaşık bir saatlik yürümenin gerekli olduğunu belirtiyor. Kullanıcı bir kez alıştığında, cihaızn ona 13 kiloluk bir sırt çantasını çıkarmaya eşdeğer enerji tasarrufu ve hız artışı sağladığını söylüyor.

Ekip lideri Steve Collins, “Optimize edilmiş yardım, insanların normal ayakkabılarla yürümeye kıyasla kat edilen mesafe başına %17 daha az enerji harcayarak %9 daha hızlı yürümesini sağladı. Bu cihaz, önceki cihazlara kıyasla yaklaşık olarak 2 kat daha az efor harcanmasını sağlıyor.”

Araştırmacılar, dış iskeletin türünün ilk örneği olduğuna vurgu yapıyor. Hareket bozukluğu olan insanlara yardım hedeflerine daha da yaklaştıklarına inanıyorlar. Bundan sonraki aşamada, yaşlı yetişkinlerle ve engelli bireylerle çalışarak cihazı test edecekler. Ayrıca dengeyi ve eklem ağrısını iyileştiren versiyonlar üzerinde de çalışıyorlar.

Görsel: Stanford Üniversitesi