حميده احمديان راد
محققان مدل جديدي ارايه كرده اند كه براساس آن مي توان اطلاعات بيشتري درباره نقش تعيين كننده پا در حفظ تعادل انسان ها كسب كرد. نتايج اين مطالعه به ساخت بخش هاي مختلف بدن ربات ها كه از حركات انساني تقليد مي كنند كمك مي كند و مي تواند به عرضه نسل جديدي از اعضاي مصنوعي پيشرفته منجر شود.
هوشنگ همامي، استاد برق و رايانه دانشگاه ايالتي اوهايو كه اين مدل رايانه اي پيچيده را درست كرده مي گويد:«بيشتر مطالعاتي كه در رابطه با حفظ تعادل در انسان ها انجام گرفته اند، بر بخش بالايي بدن متمركز شده اند و از اهميت پاها غافل شده اند.»
همامي و همكارش لورا همفري مدلي رايانه اي طراحي كرده اند كه به چهار بخش مختلف پا اختصاص يافته. اين مدل به آنها اجازه مي دهد روي فشار پاها و انگشتان تمركز كنند و در همان حال حركت روبه جلوي بدن را دستكاري كنند. آنها به اين ترتيب با تكيه بر مدل رايانه اي خود شبيه سازي هايي از تعادل ايستا (استاتيك) و نيز حركت روبه جلوي بدن انجام داده اند.
تعادل ايستا به موقعيتي گفته مي شود كه سوژه راست و عمودي يا در يك زاويه مشخص مي ايستد و در اين موقعيت مي تواند با سطح كامل كف پا روي زمين تثبيت شود. با مدل رايانه اي مي توان حركات روبه جلوي بدن را به شكل نامحدود انجام داد. درحالي كه سوژه هاي انساني در اين وضعيت ها خستگي عضلاني را تجربه خواهند كرد.
آنها با بهره گيري از اين مدل آزمايشاتشان را در سه زمينه متمركز كردند. تعادل ايستايي در سوژه هاي سالم، تعادل ايستايي در سوژه هايي با قدرت تقليل يافته انگشتان و حركت رو به جلو در سوژه هاي سالم.
براي اين كه وضعيت قدرت تقليل يافته انگشتان تقليد شود، همامي و همفري ماهيچه اي كه درست بالاي انگشت بزرگ پاي مدل رايانه اي شان قرار گرفته بود را تضعيف كردند. اين ماهيچه به كنترل قوس پا كمك و از بدن در حالت ايستاده حمايت مي كند. اين ماهيچه به كنترل قوس پا كمك مي كند و از بدن در حالت ايستاده حمايت مي كند.
نتايج تحقيق نشان داد كه نقش انگشتان پا در شخص سالمي كه حركت رو به جلو دارد اهميت فزاينده اي دارد. هنگامي كه بدن مدل رايانه اي حركت رو به جلو دارد، فشار در زير انگشتان به طور قابل توجهي افزايش مي يابد و فشار زير پاشنه پا در مدت مشابه كاهش مي يابد.
موقعي كه همان آزمايشات مربوط به تعادل ايستايي روي بدن مدل رايانه اي با قدرت تقليل يافته انگشتان انجام شد، فشار زير انگشتان صفر باقي ماند. درابتدا، فشار زير پاشنه پا به طور قابل توجهي در سوژه سالم بالاتر بود و چنان كه بدن حركت رو به جلو داشت، فشار زير پاشنه پا تنها به ميزان نيمي از مقداري كه آن در سوژه سالم بود كاهش يافت.
اين محققان مي گويند كه حالا از مدل رايانه اي قابل توجهي برخوردارند و اميدوارند كه در آينده دستگاه حسي و ديگر كاركردهاي انگشتان در فعاليت هاي انساني گوناگوني را كشف كنند. همامي اميدوار است كه در آينده ستون فقرات انسان را نيز مدل سازي كند و كشش لازم براي وظايف مشخص را تعيين كند. از جمله اين وظايف مي توان به مقدار فشار لازم براي نگه داشتن يك تخم مرغ در دست بدون افتادن يا خرد شدن اشاره كرد.
او مي گويد:«اميدوارم كارم براي ساختن مدل هايي از بخش هاي مختلف بدنه ربات ها كه مشابه بدن انسان حركت مي كنند الهام بخش باشد. اگر شما بتوانيد ربات يا مدلي رايانه اي بسازيد كه مثل بازيكن فوتبال به توپ ضربه مي زند، از اين كه بخش هاي مختلف بدن در طول حركت چگونه كار مي كنند فهم بهتري پيدا مي كنيد. به اين ترتيب شايد بتوانيد يك ستون فقرات مصنوعي بسازيد كه به معلولان كمك مي كند. وصل كردن ستون فقرات رباتي به خارج بدن يك معلول مي تواند به رشد ماهيچه اي او كمك كند.»
منبع: http://www.ece.osu.edu/news/2011/03/news-new-model-shows-important-feet-toes-body-balance
| < قبلی | بعدی > |
|---|
