أعلن فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، عن تطوير نظام ركبة اصطناعية متقدم يُعد نقلة نوعية في تكنولوجيا الأطراف الاصطناعية، إذ يمنح مبتوري الأطراف فوق الركبة قدرة غير مسبوقة على الحركة الطبيعية، والتحكم الدقيق، والشعور بالانتماء للطرف الاصطناعي. ونُشرت نتائج الدراسة، الخميس، في دورية Science العلمية المرموقة.

دمج عضوي… لا تجويف صناعي

على خلاف الأنظمة التقليدية التي تعتمد على تركيب الطرف داخل تجويف بلاستيكي يُثبت على الساق المتبقية، يعتمد النظام الجديد على دمج الركبة الاصطناعية مباشرة مع العضلات والعظام، ما يمنح المستخدم ثباتاً ميكانيكياً فائقاً وتحكماً أقرب إلى الطبيعي، فضلاً عن شعور داخلي بأن الأطراف الاصطناعية باتت جزءاً حقيقياً من الجسد.

تقنية جراحية تعيد “الحس المفقود”

ويعتمد النظام على تقنية جراحية متقدمة يعاد فيها ربط العضلات المتبقية بطريقة ديناميكية تُمكنها من “التحدث” مع بعضها من جديد، وهو ما يعيد الإحساس بالوضعية والحركة لدى من فقدوا أطرافهم بسبب البتر.

كما طوّر الفريق تقنية داعمة تُعرف باسم (e-OPRA)، يتم فيها زرع قضيب من التيتانيوم داخل عظمة الفخذ، وتوصيله بـ16 سلكاً عصبيّاً تنقل الإشارات العصبية عبر أقطاب كهربائية مزروعة على العضلات المتبقية.

حركة ذكية وتحكم دقيق

وتعمل هذه الإشارات على تشغيل وحدة تحكم روبوتية عالية الدقة، تحلل حركة العضلات وتحسب قوة الدفع والعزم المناسبين لكل حركة يرغب المستخدم بتنفيذها، مثل المشي أو صعود الدرج أو الانعطاف وتجاوز العقبات.

نتائج واعدة وتفوّق واضح للالأطراف الاصطناعية

وشملت التجارب مجموعتين من المشاركين: الأولى استخدمت النظام الجديد، والثانية اعتمدت على الأطراف الاصطناعية التقليدية. وأظهرت النتائج أن مستخدمي النظام المطوّر تفوقوا بشكل لافت في اختبارات الحركة الدقيقة، مثل ثني الركبة بزوايا مختلفة، والمشي في تضاريس غير منتظمة، وتجاوز العوائق.

لكن الأهم، بحسب الباحثين، كان شعور المشاركين بـالاندماج الجسدي والعاطفي مع الطرف الاصطناعي. وقد وصف المستخدمون التجربة بأنها تُقربهم من الشعور بأن الطرف الاصطناعي “جزء حقيقي من أجسامهم”، وهو ما أطلق عليه الباحثون اسم “التجسيد الذاتي”.

خطوة نحو أطراف ذكية متكاملة

ويقول الفريق العلمي إن هذه التقنية تمثل مستقبل الأطراف الاصطناعية، إذ إنها تتجاوز مفهوم “الأداة المساعدة” لتصبح امتداداً طبيعياً للجسم البشري، يجمع بين الذكاء الاصطناعي والهندسة العصبية والجراحة الدقيقة.

ويؤكد الباحثون أن حتى أكثر الأنظمة الذكية تطوراً لا يمكنها إعادة الإحساس والسيطرة ما لم تكن مرتبطة بشكل عضوي بنظام الجسم العصبي والعظمي.

يُذكر أن هذه التقنية تُستخدم حالياً بشكل روتيني في حالات البتر أسفل الركبة في مستشفى “بريغهام آند وومنز” الأميركي، ويأمل الباحثون توسيع استخدامها للحالات المعقدة فوق الركبة خلال الأشهر المقبلة بعد الانتهاء من التجارب السريرية الموسعة

تابع ايضًا…روبوت “إليمنت” يُحدث ثورة زراعية في كاليفورنيا… يقتلع الأعشاب بالذكاء الاصطناعي والطاقة الشمسية