ساخت شبیه‌ترین پای مصنوعی به پای انسان 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری اکسکو به نقل ازنیواطلس، اکثریت قریب به اتفاق پا‌های مصنوعی یا کاملا سفت هستند یا در بهترین حالت سازگاری بسیار اندکی دارند و افراد قطع عضویی که از این پا‌های مصنوعی استفاده می‌کنند راه رفتن مطلوبی روی سطوح ناهموار ندارند.

در مقابل، پای انسان تا حد زیادی توانایی خم شوندگی و کشیدگی دارد و ما را روی سطوح ناهموار یا شیب دار ایستاده نگه می‌دارد و به حرکت پاهایمان در حین راه رفتن کمک می‌کند. 

اکنون «مانوئل جی کاتالانو» «Manuel G. Catalano» و همکارانش از موسسه فناوری ایتالیا، پای مصنوعی جدیدی موسوم به «SoftFoot Pro» طراحی کرده اند که همان عملکرد‌ها را به پای مصنوعی اعطا می‌کند.

نمونه اولیه این دستگاه، کاملا بدون برق کار می‌کند و تنها ۴۵۰ گرم وزن دارد. این پای مصنوعی توانایی تحمل وزن تا ۱۰۰ کیلوگرم را دارد.

همانطور که در عکس‌ها دیده می‌شود SoftFoot Pro دارای پنج زنجیره موازی از قطعات پلاستیکی با استحکام بالا است. بخش‌های جلویی هر زنجیره، تقلید کننده استخوان‌های بند انگشت و بخش‌های پشت آنها، تکرار کننده استخوان‌های کف پا هستند.

مبتکران از اتصال دهنده‌های کشسان برای متصل کردن بخش‌های هر زنجیره استفاده کرده اند. در داخل هر زنجیر یک کابل فولادی تعبیه شده که به پاشنه تیتانیومی متصل می‌شود.

در بالای این پنج زنجیره، یک سازوکار قوس تیتانیومی قرار دارد که یک سر آن به پایه بند انگشت و سر دیگر به پاشنه پا متصل می‌شود. هر دو نقطه اتصال به بندانگشت و پاشنه اجازه می‌دهند که نسبت به قوس بچرخند. این مجموعه، عملکردی مشابه نیام کف پای انسان دارد که یک بافت همبند بلند و ضخیم است که درست زیر پوست کف پا قرار گرفته و استخوان پاشنه را به بند انگشتان پا متصل می‌کند.

مانند همان کاری که نیام کف پا برای پا انجام می‌دهد، سازوکار قوس به SoftFoot Pro اجازه می‌دهد تا انرژی را در انتهای هر مرحله با خم شدن در انگشتان پا ذخیره و سپس با برداشتن پا از روی زمین این انرژی را آزاد کند تا قدم بعدی را به جلو بردارد. هنگامی که پای مصنوعی دوباره روی زمین قرار می‌گیرد، طراحی انعطاف پذیرش به آن اجازه می‌دهد ۱۰ تا ۵۰ درصد انرژی ضربه را جذب کند.

همچنین، پای مصنوعی SoftFoot Pro به انگشتان پا اجازه می‌دهد تا در هنگام بالا رفتن از شیب‌ها نسبت به بقیه پا خم شوند؛ قابلیتی که کاربر را در حالت ایستاده نگه می‌دارد. علاوه بر این ضمن ایجاد مطابقت با زمین ناهموار، از واژگونی کاربر جلوگیری می‌کند. 

این دستگاه همچنین انجام کار‌هایی مانند زانو زدن یا چمباتمه زدن را آسان‌تر می‌کند و از آنجایی که آب بر آن تأثیر منفی نمی‌گذارد، می‌توان از آن در فعالیت‌های مختلف در فضای باز استفاده کرد.

این فناوری نوین، بر روی افراد قطع عضو داوطلب به عنوان بخشی از آزمایشات بالینی در دانشکده پزشکی هانوفر و دانشگاه پزشکی وین آزمایش شده است. همچنین مبتکران، در کاربرد احتمالی دیگری، آن را نیز بر روی ربات چهارپا Anymal در ETH زوریخ و ربات انسان‌نمای HRP-۴ در دانشگاه توکیو آزمایش کرده‌اند.