1. مقدمة 3
2. المكونات 4
2.1. الهيكل 4
2.2. الحساسات وأنواعها في بدلات العضلات الروبوتية 8
2.2.1. حساسات قراءة الإشارات اللازمة لمعرفة وضعية الجسم 8
2.2.1.1. حساس الفعالية الكهربائية العضلية (EMG-Electromyography) 8
2.2.1.2. حساسات الأسلاك النانوية (Nanowire Sensors) 9
2.2.1.3. حساس الضغط-القوة (Pressure Sensor) 10
2.2.1.4. حساس قوة رد فعل الأرض (FRF-Floor Reaction Force) 11
2.2.2. حساسات قراءة الإشارات اللازمة لمعرفة وضعية البدلة 11
2.2.2.1. حساسات الموضع الزاوي 11
2.2.2.2. حساس الميلان (Inclinometer) 13
2.2.2.3. وحدة القياس العطالية (IMU-Inertial Measurement Unit) 14
2.2.2.4. نظام الملاحة العطالي (INS-Inertial Navigation System) 14
2.3. المشغلات وأنواعها في بدلات العضلات الروبوتية 15
2.3.1. المشغلات الكهربائية (Electrical Actuators) 16
2.3.2. المشغلات الهيدروليكية (Hydraulic Actuators) 18
2.3.3. المشغلات النيوماتيكية (Pneumatic Actuators) 19
2.4. بعض خوارزميات التحكم المستخدمة 19
2.4.1. بدلة العضلات الروبوتية الهجينة (HAL Hybrid Assistive Limb) 20
2.4.2. بدلة بيركلي للأطراف السفلية (BLEEX -Berkeley Lower Extremity Exoskeleton) 22
2.4.3. بدلة السيد والعبد الروبوتية الخاصة بإعادة التأهيل 22
2.5. وحدات تخزين الطاقة 24
3. أشهر البدلات الروبوتية وهدف كل منها 25
3.1. ReWalk 25
3.2. HULC 26
3.3. HAL 5 27
3.4. Honda Exoskeleton Legs 28
3.5. XOS 29
4. اقتراحات التطوير 30
4.1. العضلة الكهرومغناطيسية 30
5. المراجع 32
بدلة العضلات الروبوتية
جامعة حلب، كلية الهندسة الكهربائية والالكترونية
قسم هندسة الميكاترونيكس، السنة الرابعة
تجهيزات النظم
عمل الطلاب: أحمد تامر، وأحمد رامي قباني
بإشراف الدكتور عبد القادر جوخدار والمهندسة آية سليمان
لمحة
يهدف هذا البحث إلى إعطاء فكرة عامة عن بدلات العضلات الروبوتية (Robotic Muscle Suit)، حيث سيتم في البداية الحديث عن أجزاء البدلة، ومن ثم عن أشهر البدلات الروبوتية وهدف كل منها. في النهاية نقدم اقتراح الفريق لتطوير أداء البدلات وتحسينه في المستقبل.
الكلمات المفتاحية: بدلة العضلات الروبوتية (Robotic Muscle Suit)، زيادة القدرة البشرية (Human Power Augmentation)، معالجة أمراض الأطراف.
1. مقدمة
يمكن تعريف بدلة العضلات الروبوتية على أنها بدلة آلية يستطيع الإنسان ارتداءها لمساعدته في كثير من الأعمال الصعبة سواء كانت في المجال الطبي أو لعمال المصانع أو لأي شخص في حمل الأشياء الثقيلة نسبيا، وذلك بإعطاء طاقة إضافية. كما أنها تجعل حياة كبار السن أسهل وتمكن الأشخاص المعاقين من المشي مجددا.
تختلف تسميتها بحسب التطبيق المستخدمة له، فقد يتم استخدامها لزيادة القدرة العضلية للإنسان السليم ويكون اسمها Robotic Exoskeleton، أو قد يستخدمها أناس مرضى يحتاجون لتعويض نقص في قدرة أطرافهم على أداء العمل السليم ويكون اسمها Robotic Orthosis [1]. التسميتان السابقتان هما أشهر المصطلحات المستخدمة، لكن توجد العديد من التسميات لكل بدلة حسب وظائفها الخاصة، أما الهدف فيبقى ذاته وهو بدلة روبوتية تحاكي قدرة العضلات.
يختلف وزن البدلة وسعرها حسب نوعها، ويتراوح الوزن من بضعة كيلوغرامات في البدلات ذات التطبيقات العادية، وصولا إلى مئات الكيلوغرامات في البدلات ذات التطبيقات العسكرية والصعبة [2]. أما السعر فيختلف بحسب درجة التعقيد والمواد المستخدمة في التصنيع ليتراوح من مئات الدولارات وصولا إلى عشرات أو حتى مئات آلاف الدولارات.
يحدد التطبيق الذي سيتم استخدام البدلة له كمية الأوزان التي يجب أن تكون قادرة على تحملها، فالبدلات ذات الأغراض الطبية يجب أن تكون قادرة على حمل وزنها الكامل بالإضافة إلى وزن المريض وهامش صغير لحمل الأشياء البسيطة. أما البدلات ذات الأغراض العسكرية وأغراض الدفاع المدني فيجب أن تكون قادرة على حمل وزنها ووزن المستخدم إضافة إلى هامش كبير نسبيا لحمل أوزان ثقيلة كالذخيرة والدروع والأشخاص وقطع الركام الكبيرة وما يشبه ذلك.
يهتم الكثيرون بتطوير هذا المشروع الواعد، وعلى رأسهم DARPA Defense Advanced Research Project Agency الأمريكية، وجامعة هارفرد Harvard وشركة Cyberdynes اليابانية وغيرهم.
2. المكونات
تتألف بدلة العضلات الروبوتية من عدة منظومات مرتبطة مع بعضها البعض، هذه المنظومات هي:
– الهيكل Skeleton
– الحساسات Sensors
– المشغلات Actuators
– وحدة التحكم Control Unit
– وحدة تخزين الطاقة Power Unit
2.1. الهيكل
يشكل الدعامة التي تتوضع عليها جميع أجزاء البدلة الروبوتية، كما يجب عليه أن يكون ملائما لأن يرتديه الإنسان، وأن يكون حجمه قابلا للتعديل بحيث يستطيع عدة أشخاص ارتداءه على اختلاف مقاساتهم.
تتم صناعة الهيكل من مواد خاصة قادرة على تحمل الوزن الذي تهدف إلى حمله، قد تكون مواد بلاستيكية معالجة لتتحمل أوزان كبيرة نسبيا وبوزن خفيف، أو أنها قد تكون مواد معدنية كالألمنيوم والتي تتمتع بصلابة أكبر (تحمل أوزان أكبر) بوزن خفيف نسبيا. علما أن أحدث ما توصل له العلم هو الألياف الكربونية التي أصبحت تستخدم في مجال واسع جدا وتتميز بوزن خفيف جدا مع قدرة تحمل كبيرة نسبيا، لكن ضمن عملية البحث لم نصادف أي بدلة عضلات روبوتية استخدمت هذه التقنية.
درجات الحرية DOFs-Degrees Of Freedom: لكي تقوم البدلة بتأمين الراحة للمستخدم في الحركة، يجب أن تكون قادرة على التحرك في جميع الاتجاهات وبجميع الدرجات التي يستطيع الانسان السليم التحرك بها، وسيؤدي أي نقص في درجات الحرية إلى تقييد حركة المستخدم، أو عدم القدرة على دعم حركته في جهات معينة.
الشكل 1 أشكال مختلفة لوضعيات الجسم
وفيما يلي نقدم صورا توضح أماكن المفاصل الموجودة في الحوض والورك والركبة والقدم والعمود الفقري والذراعين والكتف واليد والرأس، في الأشكال 2 و3 و4 و5 و(6 و7) و8 و9 و10 و11 على الترتيب، علما أنه يمكن تمثيل كل مفصل بـ 6 درجات حرية تمثل توضع المفصل في الفراغ واستدارته [3].
الشكل 2 درجات الحرية في الحوض
الشكل 3 المفاصل عند الورك والركبة
الشكل 4 درجات الحرية عند الركبة
الشكل 5 درجات الحرية في القدم
يحتوي العمود الفقري على 25 فقرة متمفصلة مع بعضها البعض، لكن نكتفي في هذا الشكل بتوضيح درجات الحرية الخاصة بثمانية مفاصل أساسية [3].
الشكل 6 ثمانية مفاصل أساسية من العمود الفقري
الشكل 7 درجات الحرية لثمانية مفاصل أساسية من العمود الفقري
الشكل 8 درجات الحرية عند الذراعين
الشكل 9 درجات الحرية عند الكتف
الشكل 10 درجات الحرية عند اليدين
الشكل 11 درجات الحرية عند الرأس
2.2. الحساسات وأنواعها في بدلات العضلات الروبوتية
الحساسات هي من أهم العناصر المستخدمة في أي نظام ميكاترونيكس، حيث أن النظام يعتمد بالدرجة الأولى على قراءة المعلومات ومعالجتها من أجل الوصول إلى القرار السليم الذي يجب إصداره إلى المشغلات.
يمكن تصنيف الحساسات المستخدمة في بدلات العضلات الروبوتية إلى قسمين:
2.2.1. حساسات قراءة الإشارات اللازمة لمعرفة وضعية الجسم:
2.2.1.1. حساس الفعالية الكهربائية العضلية (EMG-Electromyography):
تعد الإشارة الكهربائية للعضلات من أهم الإشارات الكهرحيوية Bioelectric التي يمكن استخدامها في استنتاج أوامر الحركة لبدلة العضلات الروبوتية [4].
تتألف منظومة التحسس للإشارة الكهربائية العضلية من الكترودات خاصة تتوضع على سطح الجلد لتقوم بنقل أي إشارة كهربائية تصل إلى العضلات [4].
محاسنه: يتميز بالسهولة ويمكن استحصاله من على سطح الجلد دون الحاجة إلى تقنيات غزوية، أو جهد زائد من المستخدم كما في حالة حساسات الضغط.
مساوئه: من أهم مشاكل نظام الحساسات هذا هو أنه يحتاج للمعايرة باستمرار، حيث أن نقطة الصفر فيه تنزاح مع الزمن لعدة أسباب، ويؤدي ذلك إلى استجابة غير أمثلية للبدلة الروبوتية بعد فترة زمنية معينة [5].
2.2.1.2. حساسات الأسلاك النانوية (Nanowire Sensors) [6]:
لقد تم تطوير حساس جديد من أسلاك نانوية (من رتبة النانو متر) مصنوعة من الفضة والتي تكون ذات حساسية ومرونة عالية، وهو عبارة عن مكثفات من الفضة مصنوعة من ثلاث طبقات، الطبقتان العليا والسفلى عبارة عن الكترودات تعتمد على تقنية الأسلاك النانوية، والطبقة الوسطى هي فاصل للطبقات كما يوضح الشكل 12. تتغير أبعاد الحساس عندما يتم شده أو ضغطه بواسطة إصبع مثلا كما في الشكل 13، مما يؤدي إلى زياد السعة. يمكن التحسس لوجود قوة ضغط أو لمس، وذلك عندما تتغير السعة [6].
الشكل 12 بنية حساس الأسلاك النانوية الشكل 13 أحد طرق استخدام حساس الأسلاك النانوية
عندما يتم ثني الحساس أو شده أو ضغطه، تحدث تغيرات على الحقل الكهربائي بين طبقتي أسلاك الفضة. يؤدي ذلك إلى تحرك الجزيئات ضمن الطبقة العازلة مما يؤدي بالنتيجة إلى زيادة في السعة، أو في كمية الشحنات الكهربائية التي يستطيع الحساس تخزينها.
يتميز هذا النوع من الحساسات بـ [6]:
– البساطة وانخفاض سعر التكلفة
– المرونة، حيث أنه يمكن شده حتى 150% من طوله الأصلي
– حساسية عالية
– زمن استجابة يصل إلى 40 ميللي ثانية
– قادر على قياس قوة الشد أو الضغط أو حتى لمسة إصبع الإنسان
– يتمتع بالقوة الميكانيكية
– يمكن وضعه على الأسطح الغير مستوية والمتحركة
2.2.1.3. حساس الضغط-القوة (Pressure Sensor):
يهدف هذا الحساس إلى معرفة اتجاه الحركة التي يريد الإنسان القيام بها عن طريق تحسس قوة الضغط بين جسم الإنسان والبدلة، فعندما يقوم مرتدي البدلة الروبوتية بتحريك رجله (مثلا) إلى الأمام فسيؤدي ذلك إلى نشوء قوة ضغط على البدلة (الملتصقة بجسم المستخدم) ويتم تفسير هذا الضغط باستخدام المعالج على أنه أمر حركة من المستخدم وبناء عليه يتم إصدار إشارات التحكم المناسبة للمشغلات.
الشكل 14 أحد حساسات الضغط. (a) أقسام الحساس. (b) مصفوفة من الحساسات تستطيع تحسس الضغط على طول مساحة معينة. (c) أبعاد الوحدة الكاملة
يبين الشكل 14 (a)، شرحا مبسطا لمبدأ عمل أحد حساسات الضغط، أو Skilsens Pad كما سماها القائمون على تطويرها، الذي يعتمد على إرسال الضوء واستقباله، حيث أنه توجد فوق المرسل والمستقبل طبقة سيليكونية قابلة للانحناء عند تطبيق الضغط عليها، ويؤدي هذا الانحناء إلى حجب قسم من الضوء الذي يرسله المرسل Rx وبالتالي تنخفض قيمة الإشارة عند المستقبل الضوئي Tx [7].
2.2.1.4. حساس قوة رد فعل الأرض (FRF-Floor Reaction Force):
تقوم حساسات قوة رد فعل الأرض بقياس معلومات الحركة وتستخدم هذه الحساسات في بدلة HAL-5 من النمط C كما في الشكل 15، حيث تقوم بقياس توزع الحمل بين الأصابع والكعب، اثناء المشي والوقوف، لوجود حساسي ضغط (أو قوة) من الأمام والخلف (أو تتوزع على طول المسافة المراد تحسس الضغط عليها) من داخل نعل الحذاء [8].
الشكل 15 حذاء يحتوي على حساس قوة رد الفعل (FRF)
تؤدي قراءة إشارة هذا الحساس إلى معرفة مركز توازن الجسم، وبالتالي يستطيع المستخدمون ذوي الأمراض العصبية (كأولئك اللذين لا تصل إشاراتهم العصبية إلى عضلاتهم) أن يستخدموا البدلة الروبوتية دون استخدام حساسات EMG، وإنما فقط بتوجيه الوزن إلى الأمام أو الخلف، وتبعا لتلك القراءة يستطيع المتحكم معرفة تسلسل الحركة المطلوب منه إعطاؤها.
2.2.2. حساسات قراءة الإشارات اللازمة لمعرفة وضعية البدلة:
2.2.2.1. حساسات الموضع الزاوي:
هي حساسات زاوية تتوضع على الركبة والكتف، وتعطي للمتحكم المعلومات التي يحتاجها من أجل التحكم الديناميكي في مرحلة التأرجح والحفاظ على الثبات عند الوقوف. يتم ذلك عن طريق القياس المتكرر لزاوية وسرعة مفصل الركبة [6].
يوجد لها العديد من الأنواع (Sinusoidal, Incremental, Absolute, Wheel Encoders) [9]، وأشهرها:
المشفر الجيبي (Sinusoidal Encoder): تعتبر المشفرات الجيبية من أفضل المشفرات المستخدمة في استحصال السرعة والموضع من محرك تيار مستمر. يتم ربط المشفر الجيبي على محور المحرك فيعطي على خرجه اشارتين جيبيتين (sin, cos) كما هو مبين في الشكل 16، بحيث يكون تردد هاتين الإشارتين متناسب طردا مع سرعة دوران المحرك [9].
الشكل 16 الإشارة الناتجة عن المشفر الجيبي
المشفر المتزايد (Incremental Encoder): يعتمد مبدأ عمل المشفرات المتزايدة على تدوير قرص التشفير في ممر المنبع الضوئي بحيث يعمل قرص التشفير كساتر يحجب ويمرر الضوء بالتتالي إلى كاشف ضوئي ويؤدي ذلك إلى توليد سلسلة من الموجات المربعة عندما يدور المشفر كما في الشكل 17. إن عدد أدوار الموجة المربعة المنتجة خلال دورة واحدة لمحور المحرك يدعى دقة المشفر [10].
الشكل 17 المشفر المتزايد، وشكل الإشارات الناتجة عنه
2.2.2.2. حساس الميلان (Inclinometer):
يقوم هذا الحساس بإعطاء إشارة تتناسب مع زاوية الميلان عن محور الجاذبية الأرضية، ويعتمد في مبدأ عمله على فقاعة تتحرك ضمن سائل ناقل بين الكترودات موصولة بشكل مدروس كما في الشكل 18، وكلما وصلت الفقاعة إلى الكترود يظهر على خرج الحساس إشارة تدل على زاوية الميلان [11]:
الشكل 18 الشكل المبسط لحساس الميلان الشكل 19 حساس الميلان في بدلة BLEEX
يوضح الشكل 19 مكان توضعه في بدلة BLEEX لمعرفة ميلان حقيبة الحمل عن خط الجاذبية وبالتالي إعطاء الأوامر المناسبة للحركة [12]. ويمكن استخدامه في أي مكان آخر من البدلة (الساق مثلا) بهدف الحصول على زاوية الميلان عن خط الجاذبية، كما يوضح الشكل 20 [13]:
الشكل 20 حساس ميلان موجود على الساق ليقوم بقياس زاوية الميلان عن خط الجاذبية
2.2.2.3. وحدة القياس العطالية (IMU-Inertial Measurement Unit):
تتضمن الـ IMU ثلاثة حساسات سرعة زاوية (Gyroscope) متعامدة محاور الحساسية وثلاثة حساسات تسارع خطي (Accelerometer) متعامدة أيضا لقياس السرعة الزاوية والتسارع الخطي بالترتيب على هذه المحاور الثلاثة [14]. يظهر الشكل 21 المخطط البنيوي لوحدة القياس العطالية، إضافة إلى نموذج حقيقي لها من الداخل والخارج.
الشكل 21 وحدة القياس العطالية
يتم معالجة المعطيات القادمة من هذه الحساسات لمعرفة موقع وتوضع الجسم الحامل لها [14]. في حالتنا، معرفة موقع وتوضع أجزاء البدلة الروبوتية.
2.2.2.4. نظام الملاحة العطالي (INS-Inertial Navigation System) [14]:
يحتوي بشكل عام على:
– ثلاثة حساسات تسارع خطي (Accelerometer)
– ثلاثة حساسات سرعة زاوية (Gyroscope)
– نظام تحصيل معطيات (Data Acquisition System)
– برمجية المعالجة في الزمن الحقيقي (The Software for Real-Time Processing)
الشكل 22 المخطط الوظيفي لنظام الملاحة العطالي
الشكل 23 قطعة حقيقية لنظام ملاحة عطالي
يمثل كل من الشكلين 22 و23 المخطط الوظيفي لنظام الملاحة العطالي ونظام ملاحة عطالي حقيقي من الخارج والداخل. يستخدم نظام الحساسات هذا في بدلات العضلات الروبوتية لتحصيل المعلومات الخاصة بتوضع البدلة واستقرارها، بالإضافة إلى تزويدها بنظام ملاحة [14].
2.3. المشغلات وأنواعها في بدلات العضلات الروبوتية
تعرف المشغلات بأنها أجهزة تحول الطاقة (سواء بشكلها الكهربائي أو الفيزيائي كالضغط) إلى حركة فيزيائية، علما أن معظم المشغلات تنتج إما حركة خطية أو دوارة [15]. يتم التحكم بالأنظمة المعقدة للمشغلات بالاعتماد على معلومات الحساسات التي تتم معالجتها ومن ثم إعطاء أوامر للمشغلات تتناسب مع الهدف المطلوب [16].
للمشغلات الكثير من الأنواع، لكن يمكن تصنيف أبرز الأنواع المستخدمة في بدلات العضلات الروبوتية كالتالي:
2.3.1. المشغلات الكهربائية (Electrical Actuators):
تتميز بالدقة والسرعة في العمل [2]، لكنها ثقيلة حيث يصل وزنها إلى ضعف وزن المشغلات الهيدروليكية [1].
محرك التيار المستمر عديم المسفرات (BLDC-BrushLess Direct Current Motor): تكمن مهمة المسفرات في المحرك العادي في نقل الطاقة من دخل المحرك إلى خرجه، وينتج عن ذلك هبوط للجهد غير مرغوب به. يسبب وجود هبوط جهد على المسفرات تغيرات دائمة في قيمة جهد الخرج، مما يؤدي إلى حصول استجابة مهتزة لنظام المحرك ذو المسفرات، والذي يفسر هذه الاختلافات على أنها تغيرات في السرعة ويجب إصلاحها. لذلك ظهرت فكرة محرك التيار المستمر الذي يضع الملفات النحاسية على الثابت والمغانط الدائمة على الدوار كما في الشكل 24، أي بدون استخدام المسفرات [17]. يبين الشكل 25 صورة حقيقية للثابت الخاص بأحد محركات الـ BLDC، حيث تظهر كيفية توضع الملفات عليه.
الشكل 24 بنية محركات الـ BLDC الشكل 25 الثابت في محرك الـ BLDC
يتميز هذا النوع من المحركات بأنه لا يحتاج لصيانة، ولا يوجد فيه هبوط جهد على المسفرات. طالما أن النظام يحتوي على مغانط دائمة، فنستطيع تحويل كامل التيار الذي يستخدمه النظام في توليد العزم، علما أن الاستطاعة الناتجة عن هذا المحرك تساوي استطاعة التغذية، أي أن مردوده يساوي الواحد، وهي من أكبر الفوائد في محركات التيار المستمر [17]. يبين الشكل 26 كيفية توليد الحركة الدائرية باستخدام محرك BLDC بثلاثة أطوار، نلاحظ أن الوشائع تبقى ثابتة، ويحصل الدوران على المغانط الدائمة.
الشكل 26 كيفية توليد الحركة الدائرية باستخدام محرك BLDC ثلاثي الأطوار
من أهم مساوئ هذا المشغل هو عدم إمكانية إقلاعه بشكل مباشر، وإنما يجب أن تتم زيادة السرعة بشكل متدرج. كما أنه لا يمكن للمحركات عديمة المسفرات أن تعمل دون نظام تحكم، سواء كان النظام كلاسيكيا أو متقدما [17]. يظهر الشكل 27 نظاما للتحكم بعمل محرك BLDC.
الشكل 27 نظام تحكم بعمل محرك BLDC
محركات الـ SERVO: هناك تقنيات مختلفة لصناعة هذا النوع من المحركات سواء ليعمل على التيار المستمر أو المتناوب. لكنه في النهاية يدور بنفس مبدأ عمل المحركات العادية، إلا أن نقطة الاختلاف تكمن بوجود حساس يؤمّن التغذية الراجعة للنظام كما في الشكل 28 ليعمل المحرك بنظام حلقة مغلقة يتم فيها تحديد زاوية توضع الدوار بدقة متناهية [18].
الشكل 28 نظام تحكم محرك الـ SERVO
لكي يدور محرك السيرفو بالقيمة المحددة، فهو يحتاج إلى دخلي تغذية (القطب الموجب والأرضي) إضافة إلى قطب التحكم. يتم استخدام قطب التحكم في إدخال عدد من النبضات، والتي تترجم في النهاية إلى قيمة الزاوية التي سيدور بها المحرك، ويمكن لهذا النوع من المحركات أن يدور مع أو عكس عقارب الساعة [15]. يوضح الشكل 29 مقاسات مختلفة لأحد أنواع محركات الـ SERVO.
الشكل 29 مقاسات مختلقة لأحد أنواع محركات الـ SERVO
2.3.2. المشغلات الهيدروليكية (Hydraulic Actuators):
تعتمد هذه المشغلات في عملها على السائل المضغوط (الماء أو الزيت)، حيث ينتج عنها حركة خطية، ويتم تصنيعها بعدة مواصفات من حيث طول عصى التشغيل والقوة والسرعة. تحتاج المشغلات الهيدروليكية إلى ضاغط سوائل (Compressor) لتقوم بعملها، مما يجعلها صعبة الاستخدام بالمقارنة مع المشغلات الكهربائية العادية [15]. قد تكون المشغلات الهيدروليكية مزودة بذراع نحو جهة واحدة أو جهتين كما يوضح الشكل 30.
الشكل 30 مشغلات هيدروليكية
2.3.3. المشغلات النيوماتيكية (Pneumatic Actuators):
تتميز بالبساطة وخفة الوزن لكنها غير دقيقة، حيث أن للغازات صفات عشوائية أثناء انتشارها[2]. يسبب ذلك تنفيذ حركات غير مستقرة ولا تتمتع بالتكرارية، ويتم عادة استخدامها فقط من أجل دعم وضعية ثابتة كما في بدلة Kobalab اليابانية المبينة في الشكل 31.
الشكل 31 بدلة Kobalab العضلية
2.4. بعض خوارزميات التحكم المستخدمة
بداية، لا يستطيع أي متحكم أن يقوم بالوظيفة الموكلة له دون أن يتمكن من قراءة إشارات الحساسات المستخدمة، ولهذه الغاية تستخدم عادة نظم تحصيل معطيات تقوم بنمذجة إشارة الحساسات التشابهية وإعطائها قيما رقمية يستطيع الحاسب التعامل معها. يبين الشكل 32 مخططا عاما لنظام تحصيل معطيات [19]:
تختلف خوارزميات التحكم المستخدمة في كل بدلة عن الأخرى، وكل واحدة منها تعتمد فلسفة معينة للوصول إلى توازن البدلة الروبوتية وتقليد حركة المشي عند الإنسان إلى أبعد حد، وذلك من أجل تأمين الراحة للمستخدم في الحركة، إضافة إلى القوة المطلوبة.
الشكل 32 المخطط العام لنظام تحصيل معطيات
2.4.1. بدلة العضلات الروبوتية الهجينة (HAL Hybrid Assistive Limb):
تعمل بدلة العضلات الروبوتية الهجينة بإحدى طريقتي تحكم؛ المقادة حيويا، أو المقادة آليا [22].
التحكم المقاد حيويا (Bio-Cybernic Control): يعتمد نظام التحكم هذا في عمله على إشارة الفعالية الكهربائية العضلية EMG المأخوذة من عضلات المستخدم، حيث يستقبل المتحكم قراءة هذه الإشارة ليقوم باستنتاج أوامر التحكم التي يجب إعطاؤها للمشغلات على البدلة بحيث تتحرك البدلة بالاتجاه والقوة اللذان يطابقان استجابة الجسم لحركة العضلة. وهناك عدة اعتبارات يجب الانتباه إليها، حيث أنه لا يجوز استجابة المشغلات لكل إشارة مقروءة من العضلة، وإنما يجب أن تتجاوز هذه الإشارة عتبة محددة [22]، كما أن سرعة الاستجابة وشدتها يجب أن تكون محدودة لتجنب حصول ضرر للمستخدم.
يقوم نظام التحكم باستقبال إشارة العضلة، وحساب خوارزميات التحكم الضرورية المتمثلة بتضخيم العزم ودعم الحركة، ومن ثم إعطاء الأوامر للمشغلات في زمن قصير نسبيا يسبق حدوث الحركة المرئية لعضلات الجسم [22].
التحكم المقاد آليا (Cybernic Autonomous Control): يقوم هذا النظام بالتدخل عندما يتم قطع الطريق أمام إشارات الدماغ إلى القسم السفلي من الجسم (مرضى الأطراف السفلية Paraplegia). هنا يجب الاعتماد على مبدأ آخر يسمح للمتحكم بوضع توقعات للحركة ودعمها [22]. تعتمد هذه الطريقة على حساسات قوة رد فعل الأرض FRF لقياس مكان مركز الجاذبية الذي ستستجيب البدلة الروبوتية تبعا له، وحساسات التموضع الزاوي للمفاصل التي تبقي المتحكم على اطلاع دائم بوضعية البدلة الروبوتية [22].
بما أن النظام في هذه الحالة مقاد آليا، فيجب أن تكون حركة البدلة مدروسة بعناية ولا تتسبب بفقدان التوازن. لذلك، قام مطورو البدلة بتقسيم دور كل طرف سفلي في حركة المشي إلى ثلاثة أطوار كما في الشكل 33 هي [8]:
o الدعم (Support): يكون فيه الطرف (الأيمن أو الأيسر) حاملا لثقل الإنسان، ويقوم بدفعه نحو الجهة المطلوبة. ينتهي هذا الطور عند رفع أصابع القدم عن الأرض.
o التأرجح (Swing): يبدأ عند رفع أصابع القدم عن الأرض وينتهي عند تلامس كعب القدم بالأرض. يكون فيه هذا الطرف معلقا في الهواء، وبالتالي سيحتاج في هذا الطور إلى طاقة أقل.
o الهبوط (Landing): يبدأ عند تلامس كعب القدم بالأرض، وحتى تلامس أصابع القدم بالأرض.
تكمن وظيفة المتحكم في قراءة إشارة حساسات تموضع البدلة لتحديد الطور الحالي للحركة ومن ثم قراءة إشارة حساس قوة رد فعل الأرض لمعرفة الجهة التي يريد المستخدم الانتقال نحوها وعلى أساسها توليد تسلسل الأطوار والمطال اللازم لتنفيذ الحركة. كما أن المتحكم يقوم بالحفاظ على المزامنة بين الخوارزميات المحسوبة لتموضع البدلة والتموضع الحقيقي لها (المقروء من الحساسات)، وذلك لتجاوز حصول أي خطأ محتمل [8].
الشكل 33 أطوار حركة المشي عند الإنسان لكلتا الرجلين، اليمنى واليسرى
يحتاج هذا النظام إلى معايرة تناسب كل مستخدم على حدة، حيث أن نموذج المشي السليم الذي سيقوم المعالج بتوجيهه والمأخوذ من شخص ما سيختلف مع اختلاف وزن الشخص بالدرجة الأولى. عملية المعايرة هذه تحتاج حوالي شهرين ليصبح المستخدم قادرا على السير السليم بالبدلة الروبوتية دون أدوات مساعدة [8].
2.4.2. بدلة بيركلي للأطراف السفلية (BLEEX -Berkeley Lower Extremity Exoskeleton):
يبين الشكل 34 أقسام بدلة بيركلي للأطراف السفلية، حيث تسعى هذه البدلة إلى تحقيق الهدف من التحكم بأبسط قدر ممكن من الاحتكاك بين المستخدم والبدلة، وبالتالي أقل قدر ممكن من الطاقة المبذولة من المستخدم. ولذلك قرر مصمموها الاعتماد على حساسات موضوعة على البدلة الروبوتية فقط لمعرفة وضعية البدلة وبعض المتحولات المهمة التي يتم في النهاية استخدامها لتخمين الحركة التي يجب القيام بها، سواء كانت بإرادة المستخدم (كحركة المشي العادية) أو من دونها، حيث أن الأخيرة تعمل في حال تعرضَ المستخدم لصدمة فجائية أو خسرَ توازنه لأي سبب، فتقوم البدلة تلقائيا بالقيام بما هو مطلوب للعودة إلى وضع التوازن [20].
لهذه الطريقة سيئاتها، حيث أنها تتطلب وجود نموذج ديناميكي صعب جدا يحاكي البدلة والقوى الخارجية التي يمكن تطبيقها عليها، وتؤدي صعوبة تصميم هذا النموذج إلى حدوث بعض الأخطاء (المقبولة نسبيا) في أداء البدلة.
الشكل 34 أقسام بدلة بيركلي للأطراف السفلية.
2.4.3. بدلة السيد والعبد الروبوتية الخاصة بإعادة التأهيل:
تعتمد هذه البدلة في عملها على فكرة مميزة، حيث أنه إذا كان للمريض يد سليمة وأخرى متضررة، فتقوم البدلة بقراءة إشارات اليد السليمة وإعطائها إلى متحكم يعتمد على مبدأ “التحكم التخميني بالنموذج” (MPC-Model Predictive Control) ثم يعطي الأوامر المناسبة للمشغلات على اليد المتضررة [21].
بما أن حركة الإنسان هي عملية معقدة للغاية فاعتمدت هذه الدراسة على مبدأ تخمين أوامر التحكم المطلوبة بالاعتماد على إشارات الحساسات القادمة من اليد السليمة كما يبين الشكل 35 [21].
الشكل 35 مبدأ التحكم المستخدم في بدلة السيد والعبد
حيث أنه توجد عدة حساسات [21]:
– ثلاثة حساسات موضع عند الكتف لقياس استدارته حول المحاور x، y، z
– حساسيّ موضع عند العكس لقياس استدارته حول المحورين x وz
– حساس موضع عند المعصم لقياس استدارته حول المحور x
يقوم المتحكم في نظام MPC الموضح بالشكل 36 بإجراء الخطوات التالية [21]:
– مراقبة النظام (عن طريق إشارات الحساسات):
o اختبار الفعالية: يتأكد فيما إذا كانت قراءات الزوايا معقولة أم خاطئة
o اختبار الأمان: يتأكد من أن المفاصل وتموضعها الزاوي هو ضمن حدود الأمان
o تحديث قيم قياسات الأمان
– إجراء الحسابات اللازمة لخوارزميات التحكم:
o إجراء معادلة الحالة ومعادلة الكلفة
o تخمين الخرج
o تنفيذ خوارزمية التحكم
– اتخاذ قرار التحكم المناسب:
o التحقق من أن أوامر التحكم المحسوبة هي في المجال المعقول
o الحد من السرعة في زيادة قيمة إشارات التحكم
الشكل 36 المخطط الصندوقي للمتحكم بنظام MPC
2.5. وحدات تخزين الطاقة
تختلف أنواع وحدات تخزين الطاقة باختلاف أنواع المشغلات المستخدمة في البدلة، حيث أنه في حالة استخدام مشغلات كهربائية (كالمحركات والمشغلات الهيدروليكية) فستحتاج البدلة إلى مدخرة كهربائية لتعمل بشكل متنقل، أما إذا كانت مشغلة نيوماتيكيا فهي تحتاج إلى اسطوانة تحتوي على الغاز أو الهواء المضغوط.
الشكل 37 مخطط يوضح مقارنة بين أنواع مختلفة من البطاريات
تستخدم البطاريات لتزويد محركات الروبوت وكذلك المكونات والأنظمة الالكترونية فيه بالطاقة الكهربائية. هناك عدة عوامل هامة يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار لدى اختيار البطاريات التي ستستخدم في البدلة، وهي:
• كثافة الطاقة (Energy Density)
• فعالية الشحن والتفريغ (Charge/Discharge Efficiency)
• معدل التفريغ الذاتي (Self-Discharge Rate)
• ديمومة الاستخدام (Usage Durability)
• ديمومة دورات الشحن والتفريغ (Cycle Durability)
يوضح الشكل 37 مخططا للطاقة التي يستطيع كل نوع من البطاريات تخزينها ضمن واحدة الحجم والكتلة [23].
كما أنه توجد دراسات تحاول تطوير نماذج تعمل على الوقود بمختلف أنواعه (الذي يتفوق على الجميع بكمية الطاقة المخزنة في واحدة المساحة) في توليد الطاقة للبدلة، وذلك عن طريق تصميم محرك يغذي البدلة بالطاقة، لكن أبرز مشاكل هذه الطريقة هي أن المحرك يجب أن يبقى دائما في حالة عمل للتخلص من أوقات الانتظار اللازمة لإقلاع المحرك كلما احتاج الأمر، تؤدي هذه العملية إلى استهلاك الكثير من الطاقة دون جدوى في الحالة الطبيعية للحركة [2]. علاوة على ذلك، يجب إشغال مساحة إضافية خاصة بالمحرك.
3. أشهر البدلات الروبوتية وهدف كل منها
3.1. ReWalk:
هي بدلة روبوتية يمكن ارتداؤها، تقوم بإعطاء حركة الورك والركبة، وذلك لتمكين المصابين بضرر في حبالهم الشوكية من الوقوف بقامة منتصبة والمشي [24]. يظهر الشكل 38 بدلة ReWalk الروبوتية وهي تمكن مريضة الأطراف السفلية من المشي مجددا بمساعدة عصاتي استناد.
الشكل 38 بدلة ReWalk الروبوتية
تقوم هذه البدلة الكهرحيوية بالتقاط التغيرات في حس التوازن عند المريض، ثم تقوم بتحريك الرجل إلى وضعها الطبيعي. إنها عملية معقدة للغاية تتم باستخدام المحركات ويتم التحكم بمكوناتها باستخدام مئات الخوارزميات والبرمجيات والحساسات، التي تمكن المريض في النهاية من الوقوف والجلوس والمشي وحتى التسلق. يصل وزن البدلة إلى 20 كيلوغرام تقريبا، ويتم ارتداؤها أعلى الملابس لتفادي حصول أي أذى ناتج عن الاحتكاك [6]. يصل السعر التجاري لهذه البدلة إلى 69000$، وتقوم بتطويرها شركة Argo الإسرائيلية، حيث تم تدريب 220 مستخدم للتعامل معها ومنهم Clair Lomas التي تمكنت من أن تصبح أول شخص يستطيع إنهاء ماراتون باستخدام بدلة روبوتية، حيث أنها شاركت في ماراتون لندن في أيار 2012 باستخدام بدلة ReWalk [25].
3.2. HULC:
اختصارا للجملة (Human Universal Load Carrier)، وهي بدلة روبوتية للأطراف السفلية فقط، تعمل على تطويرها كل من Ekso Bionics وLockheed Martin. تعد هذه البدلة منافسا قويا لبدلة XOS التي تعمل Raytheon وSarcos على تطويرها. يصل وزن بدلة HULC إلى 24 كيلوغرام، وتسمح لمرتديها بحمل وزن يصل إلى 91 كيلوغرام لكن على شكل حقيبة ظهر مرتبطة مع البدلة الروبوتية دون المستخدم كما في الشكل 39. يتم الآن العمل على تطوير إصدار آخر من البدلة ليتم استخدامه طبيا ولمساعدة المرضى على السير[26].
الشكل 39 بدلة HULC الروبوتية لزيادة القدرة العضلية في الأطراف السفلية
تصنع هذه البدلة من مادة التيتانيوم، ويتم تشغيلها باستخدام البطاريات. وتقول Lockheed بأن البدلة ستمكن جنديا بكامل عتاده من المشي بسرعة 3 أميال في الساعة ويمكن الوصول إلى سرعة 10 أميال في الساعة في حالة الركض. بشكل عام، تهدف هذه البدلة إلى إنقاص الحمل المدفوع ناحية الرجلين وعضلات الظهر ويتم ذلك باستخدام آلية حقيبة الظهر التي تسمح بحمل أوزان تحتاج إلى شخصين أو أكثر [25].
3.3. HAL 5:
(Hybrid Assistive Limb) تعمل على تطويرها شركة Cyberdyne اليابانية، وهي بدلة للأطراف العلوية والسفلية تمكّن مرتديها من حمل أوزان تصل إلى عشرة أضعاف ما يمكنه حمله بشكل طبيعي. يتم حاليا استخدامها في المشافي اليابانية وحصلت على شهادة عالمية للأمان في عام 2013 [26].
في البداية ظهرت البدلة HAL-1 والتي استخدمت محركات التيار المستمر والبراغي الكروية الموضحة في الشكل 40 (a) وكانت النموذج الأول لبدلات HAL، حيث أنها قامت بتحسين قدرة المستخدم على المشي من خلال تضخيم عزم المفاصل عنده. بعد عدة نماذج، تم التوصل إلى HAL-3 المبينة في الشكل 40 (b) والتي تحاكي بدلة أكثر ملاءمة للحياة اليومية. تم تزويد كل من النموذجين السابقين بوحدة تغذية عند المشغلات على كل من الطرفين عند الورك والركبة، كما أنه تم تصميمهما بحيث يدعمان حركة زوج من المفاصل سوية. في المرحلة التالية تم تطوير البدلة HAL-5 المبينة في الشكل 40 (c) والتي تم تقديمها في المعرض العالمي “World Exposition” في مدينة Aichi عام 2005، حيث تم تطوير هذه البدلة لتقوم بتقديم دعم لكامل حركة الجسم، بما في ذلك القسم العلوي منه متمثلا بحمل أوزان ثقيلة [8].
الشكل 40 مراحل تطور البدلة HAL
بشكل عام، تعمل البدلة HAL5 على مبدأ التقاط الإشارات الكهربائية الضعيفة من على سطح الجلد حول العضلات (السليمة أو المتضررة) وتقوم بتشغيل محركات المفاصل لتقدم الاستجابة المناسبة [25].
تتنوع الحساسات المستخدمة في البدلة، وتشمل حساسات التسارع والحساسات الكهرحيوية وحساسات التموضع الزاوي وحساسات قوة رد فعل الأرض (التي تعمل على مبدأي مركز الضغط COP ومركز الجاذبية COG) [22]، ويبين الشكل 41 أماكن توضع هذه الحساسات.
الشكل 41 أقسام بدلة HAL 5 الروبوتية
يصل طول هذه البدلة إلى 1.6 متر ووزنها 23 كيلوغرام، يتم توزيعها بين القسم العلوي والقسمين المتحركين في الأسفل. يزن القسم العلوي حوالي 8 كيلوغرام، أما الأطراف السفلية والأقسام المرتبطة بها فتزن 15 كيلوغرام. يمكن تشغيل البدلة باستخدام بطارية لمدة ساعتين و40 دقيقة، يستطيع المستخدم خلالها أن يرفع الأوزان أو يمشي أو يستخدم البدلة لمجرد التسلية. أقصى وزن تستطيع البدلة رفعه هو 70 كيلوغرام، وهي قيمة تتجاوز ما يستطيع الإنسان العادي رفعه. أما سعر النسخة التجارية منها فيتراوح بين 14000 و19000 دولار [22].
3.4. Honda Exoskeleton Legs:
من الواضح أن شركة Honda هي من تقوم بتطوير هذا المشروع. يصل وزن البدلة إلى 6.5 كيلوغرام، وتحتوي على كرسي كما في الشكل 42 تقوم المحركات ذاتها بتثبيته ليجلس عليه المستخدم إذا لزم الأمر[26].
تهدف هذه البدلة إلى إنقاص الحمل المطبق على الرجلين والركبتين، فهي تقوم بمساعدة جزئية لحركة الجسم [27]، وهي تعمل على خوارزمية تشغيل للمحركات بحيث تلاحق مركز الجاذبية الخاص بالمستخدم، ولهذا الغرض فهي تستخدم حساس قوة عند القدم [16] وتعالج معلوماته للوصول إلى الهدف [27].
الشكل 42 بدلة HONDA تعمل على تقديم الدعم للأطراف السفلية عند الأشخاص السليمين
3.5. XOS:
تقوم بتطويرها شركة Raytheon بتمويل من DARPA [27]. يبلغ وزنها 68 كيلوغرام وهي تجعل مرتديها قادرا على حمل 90 كيلوغرام من دون جهد يذكر [26]. تعتمد هذه البدلة في عملها على 30 مشغلا هيدروليكيا [27]. يظهر الشكل 43 و44 نموذجا من بدلة XOS الروبوتية وبنية المشغلات الهيدروليكية المستخدمة فيها.
الشكل 43 بدلة XOS الروبوتية الشكل 44 بنية المشغل الهيدروليكي في بدلة XOS
وفي عام 2010، تم الكشف عن XOS2 المبينة في الشكل 45، والتي تتمتع بحركة أسهل وأكثر راحة، كما أنها تستهلك طاقة أقل بينما تعطي على خرجها قوة أكبر [26].
الشكل 45 بدلة XOS 2 الروبوتية
4. اقتراحات التطوير:
معظم بدلات العضلات الروبوتية تعتمد على مبدأ المحركات عند المفاصل كما شاهدنا في قسم المشغلات والتي تعتبر مشغلات دورانية. للتحكم بهذه المشغلات سنحتاج لتحويل الإشارة التي نقرأها من العضلة إلى الإحداثيات القطبية التي تعطي تأثيرا مماثلا لتأثير العضلة (ذات الحركة الانسحابية). استخدمت بعض البدلات مشغلات خطية هيدروليكية، حيث تقترب هذه المشغلات من شكل العضلات لكن لها عدة مساوئ تتمثل باحتمال تسرب السائل المضغوط، والحاجة إلى بنية ميكانيكية معقدة لتقوم بعملها.
4.1. العضلة الكهرومغناطيسية:
نقترح في هذه الفقرة نوعا جديدا من المشغلات ونسميه “العضلة الكهرومغناطيسية”. تم وضع تصميم للعضلة الكهرومغناطيسية يحاكي عمل العضلات في جسم الإنسان، حيث أنها تعمل بشكل خطي يختصر على دارة التحكم عناء تحويل إشارات التشغيل إلى إحداثيات قطبية مناسبة، كما أن العضلة الكهرومغناطيسية لا تتوضع على المفاصل وإنما على أقسام الهيكل كما في الشكل 46 مما يسمح أيضا بمحاكاة جسم الإنسان من حيث تأمين حرية أكبر للحركة عند المفاصل وتزويد البدلة بدرجات حرية بطريقة مماثلة لتلك التي تقوم فيها العضلات بتأمين درجات الحرية للجسم البشري.
الشكل 46 تصوّر لتصميم عضلة كهرومغناطيسية تحاكي عمل العضلات البشرية، ومكان توضعها على البدلة الروبوتية
تعمل العضلة الكهرومغناطيسية بمبدأ يماثل مبدأ عمل القطارات الكهربائية، حيث أنها تعتمد على مغانط دائمة مصفوفة أمام مغانط كهربائية، ويتم تشغيل المغانط الكهربائية بترتيب يسمح بتشكيل قوة مغناطيسية تتجه نحو تقصير وحدة العضلة الكهرومغناطيسية ككل أو زيادة طولها، مما يؤدي إلى حصول تأثير مماثل للعضلة البشرية لكن على البدلة الروبوتية.
يعتمد تصميم هذه العضلة على تقنيات منتشرة مسبقا وتمت دراستها بعمق، مما يجعل من السهولة تصميم عضلات كهرومغناطيسية بأحجام مختلفة. في حال استخدام عدد من العضلات الكهرومغناطيسية مماثل لعدد عضلات الإنسان (أو تركيب عضلات كهرومغناطيسية مقابل العضلات الأساسية في جسم الإنسان) فسيسمح ذلك بحصر وظيفة دارة التحكم بتضخيم إشارة كل عضلة في جسم الإنسان ونقلها إلى المشغل المناسب، مما يسمح بحركة البدلة الروبوتية دون الحاجة إلى حساب مركز توازن أو أية بارامترات أخرى تحتاجها البدلات التقليدية لتنفيذ الحركات، ويتوقع أن يساهم هذا الأمر بتبسيط خوارزميات التحكم إلى حد بعيد.
5. المراجع:
1) Exoskeletons and orthoses: classification, design challenges and future directions. By: Hugh Herr. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation.
2) Powered exoskeleton – Wikipedia, the free encyclopedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Powered_exoskeleton
3) ANATOMIC MODELING OF HUMAN BODIES USING PHYSICALLY-BASED MUSCLE SIMULATION
4) منهاج الالكترونيات الطبية 2014-2015. إلقاء الدكتور عبد الإله ناولو – كتابة وتنسيق رامي قباني. https://ramikabbani.wordpress.com.
5) Self-learning Assistive Exoskeleton with Sliding Mode Admittance Control. 2013 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) November 3-7, 2013. Tokyo, Japan.
6) IQP_FINAL_REPORT.pdf
7) Sensing Pressure Distribution on a Lower-Limb Exoskeleton Physical Human-Machine Interface. (sensors-11-00207.pdf)
8) Intention-Based Walking Support for Paraplegia Patients with Robot Suit HAL (HTTP://cdn.intechopen.com_pdfs-wm_10088.pdf)
9) (Sinusoidal Encoder). إعداد المهندسة آية سليمان. بإشراف الدكتور المهندس عبد القادر جوخدار. العام الدراسي 2013-2014.
10) (Incremental Encoder). إعداد المهندسة آية سليمان. بإشراف الدكتور المهندس عبد القادر جوخدار. العام الدراسي 2013-2014.
11) Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook CRCnetBase 1999.
12) Biomechanical design of the Berkeley lower extremity exoskeleton BLEEX-uMm.pdf (IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, VOL. 11, NO. 2, APRIL 2006)
13) The relationship between physical human-exoskeleton interaction and dynamic factors: using a learning approach for control applications.
14) الحساسات العطالية. إعداد المهندس منذر مصطفى.
15) How to Make a Robot – Lesson 3_ Making Sense of Actuators – RobotShop Blog. http://www.robotshop.com/blog/en/howtomakearobotlesson3actuators23703
16) Exoskeleton and Humanoid Robotic Technology in Construction and Built Environment.pdf
17) منهاج النمذجة 19-01-2015
18) حلقة بحث الحساسات والمشغلات AC Servo Motors. عمل الطلاب: ملهم سواس، أحمد تامر، معتصم حسكور، أحمد رامي قباني.
19) توجيه ذراع الروبوت بواسطة الأوامر الصوتية باستخدام منهجيات الذكاء الصنعي. إعداد: عبدو صفو، ومحمد ماشطة. بإشراف: د.باسم فارس، و د.عماد الروح. 2009-2010. الفصل الأول: نظام تحصيل المعطيات.
20) Exoskeletons for Human Power Augmentation – IROS05.pdf (2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems)
21) Exoskeleton to Rehabilitate Paralyzed Arm Based on Patient Healthy Arm Guidance.pdf. By: Jiajia Hu, Xinmin Xu, and Weidong Liu.
22) How Hybrid Assistive Limb (HAL) Exoskeleton Suit Works – Smashing Robotics. http://www.smashingrobotics.com/howhybridassistivelimbhalexoskeleton-suitworks/
23) Solar Energy: Fundamentals, Technology, and Systems. Klaus Jäger, Olindo Isabella, Arno H.M. Smets, René A.C.M.M. van Swaaij, Miro Zeman.
24) http://www.rewalk.com/
25) Robot exoskeleton suits that could make us superhuman CNN.com http://edition.cnn.com/2013/05/22/tech/innovation/exoskeletonrobotsuit/3/
26) Powered exoskeleton Wikipedia, the free encyclopedia. (Current products)
27) POWERED EXOSKELETONS (P8 LeftOvers ExoSkeletons.pdf)
– تم بعون الله –
رامي قباني 