تصميم وتطوير تقنية تعمل بالطاقة الشمسية لمساعدة الأشخاص محدودي الحركة

[gallery type="thumbnails" size="full" columns="4" ids="719234,719233,719232,719230"]

يضم منهج تحكم مشترك ويقسم المهمة بين المستخدم والروبوت -

كتبت- مُزنة الفهدية -

تمّكن مجموعة من الطلبة من خلال مشاركتهم في جائزة برنامج دعم بحوث الطلاب ضمن الجائزة الوطنية للبحث العلمي لعام 2018م من تصميم وتطوير تقنية تعمل بالطاقة الشمسية لمساعدة مختلف الأشخاص محدودي الحركة، وذلك من خلال تنفيذ واختبار نظام فعال للإدارة الذاتية الإضافية لاستخدامه جنبًا إلى جنب مع الكراسي المتحركة الأكثر شيوعًا والمتاحة تجاريًا، كما أن هذا المشروع حاصل على المركز الأول في مجال الصحة وخدمة المجتمع.

ويعرف ضعف الحركة على أنه فئة من فئات الإعاقة تشمل الأشخاص الذين يعانون من أنواع مختلفة من الإعاقات الجسدية في عالمنا المادي سريع الحركة، ويحتاج الناس إلى التحديث والتقدم بأنفسهم، ويمثل الأشخاص ذوي الإعاقة حوالي 2.3٪ من السكان العمانيين، وينمو العدد بسبب ارتفاع الأمراض المزمنة والإصابات وحوادث الطرق والعنف والشيخوخة وعوامل أخرى يحق للأشخاص ذوي الإعاقة في الوصول بسهولة إلى الأماكن العامة ووسائل النقل العام؛ حيث إن لهم الحق في الرعاية الصحية الوقائية والتأهيلية، بما في ذلك توفير معدات طبية معفاة من الضرائب لتسهيل التنقل.

أحكام ميكانيكية

وتم تجهيز النظام بأحكام ميكانيكية مبتكرة لتعديل الارتفاع وسرير مطوي مما يلغي الموقف الثابت المطول في كرسي متحرك متاح بشكل شائع والذي يتسبب في زيادة استهلاك الطاقة للمستخدم، ويتم تمكين أو تعطيل التحكم في أي من أوضاع التشغيل الثلاثة، وهي الوضع اليدوي، ووضع الإيماءة التلقائية والتحكم في وضع مقدم الرعاية من خلال سلسلة من مفاتيح التبديل. كما أنه يعمل كشراكة تعتني فيها الآلة بالعمل الروتيني ويقرر المستخدم أو مقدم الرعاية ما يجب القيام به، وسيتم تطوير وتثبيت نظام التشغيل متعدد المهام في الوقت الحقيقي كإطار عمل برمجي، بالإضافة إلى آلية تشغيل ذراع التحكم، فإن هذا المزيج يمنح النظام القدرة على استقبال إشارات في الوقت الفعلي من عدد كبير من أجهزة الاستشعار وإرسال مخرجات محرك الأقراص إلى المحركين اللذين يتحكمان في العجلات لتجاوز المناورات غير الآمنة مع تجنب العوائق المستقلة، ويتم إخفاء المستشعرات تحت مساند القدمين، داخل علبة البطارية، وفي الهياكل الداعمة الأخرى، جنبا إلى جنب مع أجهزة الاستشعار المثبتة على الكرسي، ويساعد الكرسي المتحرك في الحصول على الطعام والأدوية والأشياء الأخرى التي يحتاجها ولا يمكن القيام بها إلا من خلال يده الآلية التي يتم دمجها معها. وفي وضع الإيماءة التلقائية، يتم استشعار معلمات الجسم الحيوية في فترات منتظمة ويتم إرسالها إلى وحدة GSM المحددة مسبقًا، ويتتبع هذا الوضع أيضًا جهاز ضبط الوقت الذي يحكم الذراع الآلية لضمان توفير الأدوية الروتينية المناسبة.

أهداف المشروع

ويهدف المشروع إلى تنفيذ التصميم الهيكلي وبناء كرسي متحرك مع أحكام لضبط الارتفاع والسرير المطوي؛ لتصميم وتنفيذ التحكم في التنقل في الوضع اليدوي، ووضع الإيماءات التلقائية ووضع أداة منح الرعاية ويوفر التصميم الهيكلي المقترح للمساعدة في التنقل مزيدًا من الراحة للمستخدم، بالإضافة إلى وضعية الجلوس، ويمكن استخدامه كسرير مع ارتفاع قابل للتعديل.

وعلى الرغم من إطلاق العديد من الكراسي المتحركة في الأسواق بتصاميم مخصصة لاحتياجات مستخدمين محددين، فإن هذا المشروع سيكون له سوق مستهدف أكبر، لأنه يشتمل على منهج تحكم مشترك يقسم المهمة بين المستخدم والروبوت، مع الأخذ في الاعتبار حساب مختلف أنواع ودرجات الإعاقة، وتنفيذ نقاط القوة في كل منها، وتعتبر الكراسي المتحركة المتوفرة في السوق هي ذات تحكم أحادي الوضع. وتمّ تضمين ثلاثة أنماط من التحكم في الحركة، ويمكن اختيار الوضع اليدوي للمستخدمين الذين يقعون في الدرجة الثالثة من الإعاقة (أقل من 50٪ من الإعاقة)، هذا الوضع من شأنه أن يروق لأي شخص معاق يحافظ على الاستخدام الكامل لأذرعهم وأعلى جسمهم، ولكن يفتقر بشكل دائم أو مؤقت إلى استخدام أرجلهم وجسمهم السفلي، ولا يزال نظام إدارة الحكم الذاتي النموذجي يسمح للكرسي بالعمل ككرسي كهربائي متحرك قياسي يتم التحكم فيه يدويًا باستخدام ذراع التحكم، ويمكن استخدام عصا التحكم في أي وقت لتجاوز عنصر التحكم بسلاسة كلما رغب المستخدم حتى في وضع التحكم الذاتي، ويُقترح وضع الإيماء التلقائي للمستخدمين الذين يقعون في الدرجة الأولى والثانية من الإعاقة (بين 50٪ إلى 90٪ من الإعاقة)، وتساعد دوائر الحصول على البيانات والتحكم فيها على تحديد العقبات في جانبها واتخاذ القرارات الصحيحة في الوقت الفعلي. كما تتضمن المستشعرات وأجهزة التحكم المرتبطة بالنظام باختصار الحركة الآمنة للكراسي المتحركة حتى لو كان المستخدم غير قادر على التحكم، ويتم توفير أحكام لرصد معايير الجسم مثل درجة الحرارة ونبضات القلب، وستشعر وحدة استشعار نبضات القلب بنبض القلب وإذا حدث أي تغيير جذري فسيبلغ الطبيب /‏‏ الشخص المعني عبر الرسائل القصيرة، ويتم ذلك بواسطة وحدة GSM المدمجة مع متحكم دقيق، ويوفر الذراع الآلي حركة يدوية للحصول على الطعام والأدوية وتضمن دائرة توقيت الدواء الروتيني المناسب.

ومن وجهة نظر طلبة المشروع فأنه من المفترض أن تكون هذه التجربة تتويجا لتعليمهم الهندسي ، وجسر بين العالم النظري الأكاديمي والعالم المهني لتطوير المنتجات الفعلية، على الرغم من إطلاق العديد من الكراسي المتحركة في الأسواق بتصاميم مخصصة لاحتياجات مستخدمين محددين.