مقاله دست مصنوعی سیبرنتیکی

موضوع : مقاله دست مصنوعی سیبرنتیکی

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

مقدمه
انسان از دير باز در جستجوي رفع معلوليت خويش بوده است و براي معلوليت عضوهايي مانند دست و پا،قطعات چوب و فلز را براي جايگزيني اين اعضا استفاده نموده است.اما بطور مشخص پيشرفت تكنيك طراحي پروتز دست به روش الكتريكي بعد از جنگ جهاني دوم آغاز گرديده است.
فعاليت ساخت اندامهاي مصنوعي (Artifitial organs) بيشتر مقارن با جنگهاي بزرگ يا بعد آن بوده است كه تعداد زيادي از جوانان قوي و نيرومند در صحنه هاي نبرد و يا مردم معمولي درزمان بمباران شهرها و يا در حين عمل جراحي دچار قطعي عضو مي شوند و نياز مبرم به اندام مصنوعي پيدا مي كنند.
براي يك نوع اوليه، كه به پاي چوبي (peg-leg) يا دست چنگكي (Hook Hand) معروف بود، تاريخ 1866 ذكر گرديده است. بعد از جنگ جهاني دوم و با توجه به تعداد زياد معلولين نوع ديگري از اندام مصنوعي بنام پروتز متصل به كابل cable connected prostheses طراحي وساخته شد كابل موجود در اين پروتز به منظور محكم كردن انتهاي اندام به سوكت (socket) و همچنين لنگر انداختن كابلهاي عمل كننده بكار ميرفت.
در معلولين زيربازو (Below-ElbowAmputtes) چرخش شانه سبب كوتاه شدن كابل وباز شدن انتهاي وسيله ي چنگكي شكل مي شود و در معلولين بالاي بازو (Above-1bow Amputees) براساس اينكه مفصل آرنج به وسيله كابل ديگري با حركت بالارفتن شانه قفل شده است باشد با حركت چرخشي شانه مي توان دو حركت باز شدن وسيله يا جمع كردن آرنج را انجام داد.
در 1948 R.Ritter يك پروتز مايوالكتريك دست را بنمايش گذاشت تا كارگراني كه در كارخانه دچار نقض عضو شده اند از آن استفاده كنند ولي استقبالي از اين پروتز صورت نگرفت و بايد توجه داشت كه مطلوب بودن پروتزهاي سنتي دست، در مجموع كم است.
ويتالي (VITALLY) و دستيارانش طي بررسي گزارشي داند كه هفتاد درصد معلولين دست، اين پروتزها را نپذيرفته اند اين نتيجه شگفت انگيز را مي توان چنين توجيه كرد كه فقدان يك دست زندگي انسان را مختل نمي كند ومانع كارايي آن نمي شود البته معلوليت بنحوي سبب محدود شدن به زحمت افتادن وفشار رواني مي گردد، اما اگر پروتز فايده قابل توجهي براي معلول نداشته باشد او ترجيح ميدهد كه بدون استفاده از ان به زندگي خود ادامه دهد، بخصوص اينكه ا ستفاده از آن براي او مشكل ظاهري و نحوه بكارگيري آن باعث جلب توجه ديگران شود.البته در جهت رسيدن به فايده هاي بيشتر در دست مصنوعي، پس از توسعه تكنولوژي الكترونيك مسئله استفاده از سيگنالهاي مايوالكتريك در كنترل دست مصنوعي مطرح گرديد.
تحقيقات اوليه توسط Reltter و در ادامه آن korbinsky در شوروي منجر به ارائه اولين سيستم كنترل مايوالكتريكي با كاربرد كلينيكي گرديد واز آن پس تاكنون در كشورهاي مختلف جهان از قبيل كانادا- سوئد- يوگسلاوي-ايتاليا-آمريكا –انگلستان به طراحي و اصلاح سيستم كنترل مايوالكتريك در پروتزهاي دست پرداختها ند ودر اين طراحي ها سيگنال ورودي الكترومايوگرام نقش كنترل كننده ON/OFF را براي راه اندازي موتور محركه پروتز دارد.
در اين روش ساده از الگوريتم هاي شناخته الگو وروش هاي پيچيده پردازش سيگنال استفاده نمي گردد بلكه از هر محل الكترود براي كنترل تنها يك حركت استفاده مي شود.
هم اكنون اين روشها بطور موفقيت آميزي براي طراحي وساخت پروتزهاي دست مورد استفاده واقع شده اند. بخصوص در موارديكه يك يا دو حركت مورد نظر باشد، اين پروتزها توسط معلولين بكار گرفته شده اند.
يك پروتز دست مصنوعي براي اينكه بتواند بخوبي و بطور كلينيكي توسط معلولين پذيرفته شود بايد داراي خصوصياتي باشد كه در بسياري از موارد از نظر تكنولوژي وطراحي با يكديگر متناقض مي باشد براي مثال دست مصنوعي از يك طرف مي بايست داراي قيمت و وزن مناسب باشد و حالات زيبايي در آن رعايت گردد و و از يكطرف بايد بسادگي قابل كنترل باشد وفرد معلول بايستي بتواند با حداقل خطاي ممكن حركت پيش بيني شده را بدون نياز به تمركز فكري زياد كه موجب خستگي وي شود، انجام دهد كه معني پيچيده شدن بيشتر سيستم، گراني و پرمصرف بودن آن وسنگيني پروتز مي باشد.
يك پروتز دست بايد حتي المقدور حركات عملكرد آن شبيه دست سالم بوده و نسبت به دستورالعمل هاي ارسالي از سوي فرد معلول بلادرنگ عمل نمايد وبطور كلي يك پروتز دست نه فقط بر مبناي شاخص هاي مكانيكي بلكه براساس اينكه در مجموع سيستم انسان- ماشين قابل قبول واقع گردد، مورد ارزيابي وقضاوت قرار ميگرد.
پيچيدگي عملكرد پروتز دست مصنوعي در قدم اول مستقيما متناسب با مقدارو سطح معلوليت دست مي باشد زيرا كه با افزايش سطح معلوليت پروتيز مي بايست قادر به انجام توابع حركتي پيچيده تري باشد.
از اولين دستهاي ساخته شده تا دستهاي نوين امروزي، دو حركت عمده به چشم مي خورد:
 فهرست مطالب
مقدمه    1
يكي شناخت دست طبيعي و چگونگي عملكرد آن وديگري كنترل حركت    5
بررسي عملكرد دست طبيعي    7
شكل مغز    8
فصل اول    12
سيستم ارتباط    12
انسان- ماشين    12
سيستم ارتباط انسان-ماشين    13
پروتز سيبرنتيكي و مكانيكي ورباتيك    15
سطوح معلوليت اندام بالايي    23
فصل دوم    25
سير تكاملي    25
دست مصنوعي    25
دست هاي مكانيكي:    26
2-دست نيوماتيكي:    28
3-دست الكترومغناطيسي:    29
4-دست مايوالكتريكي (دست ريتر RreTer):    30
5-دست وادوز Vaduz:    33
6-دست روسي:    35
7-دست سوئدي SVEN:    36
8-دست ادينبورگ Edinborgh Arm:    37
9-پيشرفت در سالهاي 1967 تا 1977:    39
10-دست بوستون Boston Arm يا BA:    42
11-دست يوتا Utah Arm:    43
12-دست فيدر و ميشگان Feeder Arm-michigan Arm:    44
نحوه الكترودگذاري:    50
تقويت  كننده:    51
نويز در EMG و فيلتر ميان گذر:    52
مجموعه آزمايشگاهي – مكانيكي – الكترونيكي- نرم افزاري:    53
استفاده از روشهاي گوناگون كنترل در دست مصنوعي    54
نوع درمان ورودي    54
روشهاي گوناگون كنترل:    55