كيف ستغير تقنية الهياكل الخارجية مستقبل العمل

• الأطراف الاصطناعية هي أجزاء صناعية من جسم الإنسان، مصممة لاستبدال الجزء المفقود لدى مريض معاق لاستعادة قدرته على الحركة.
• الهياكل الخارجية هي أجهزة قابلة للارتداء تدعم الحركة وتزيد من قدرة جسم الإنسان.
• تُستخدم الهياكل الخارجية في التطبيقات الصناعية والطبية والعسكرية.

أتذكر أنني شاهدت فيلم «127 ساعة»، وهو فيلم عن متنزه حوصر بصخرة في مضيق بلوجون كانيون. للبقاء على قيد الحياة، اضطر إلى بتر ذراعه – تصوير مكثف حقًا للمرونة والتصميم. يواجه آرون ألمًا مبرحًا وضغطًا نفسيًا، مع بقائه هادئًا بما يكفي لاتخاذ قرارات تنقذ حياته. عندما أتخيل نفسي في مكانه، لست متأكدًا من أنني سأمتلك الشجاعة لفعل الشيء نفسه.

مؤخرًا، قرأت مدونة عن فتاة فقدت يدها اليسرى في حادث سيارة. بفضل تقنية الأطراف الاصطناعية، مثل آرون، لديها الآن طرف اصطناعي يسمح لها بأداء المهام اليومية كما في السابق.

الأطراف الاصطناعيةموجودة منذ الحرب، صُممت في البداية لاستعادة الوظائف المفقودة ومساعدة الأشخاص على استعادة حياتهم الطبيعية. بينما تحل الأطراف الاصطناعية محل الأجزاء المفقودة من الجسم، تدعم الهياكل الخارجية هياكل الجسم الموجودة.

لفهم الهياكل الخارجية، من المفيد معرفة أنه على عكس الهياكل الداخلية (الهياكل العظمية البشرية)، والتي يمكن رؤيتها مرتدية ملابس خلال عيد الهالوين، توجد الهياكل الخارجية في الحيوانات مثل المفصليات، مما يوفر دعمًا وشكلًا خارجيًا.

بدأت تقنية الهياكل الخارجية في الستينيات من القرن الماضي في الولايات المتحدة للتطبيقات العسكرية، بهدف تعزيز قدرة التحمل والقدرة على الحمل لدى الجنود. الهياكل الخارجية هي أجهزة قابلة للارتداء تعزز القوة البشرية والتحمل والحركة. النموذج الأول، هارديمان، سمح للمستخدمين برفع ما يصل إلى 1500 رطل، لكنه كان ضخمًا ويصعب التحكم فيه. على الرغم من حدوده، ميز هارديمان مرحلة النموذج الأولي لتقنية الهياكل الخارجية، مما أظهر إمكاناتها لتطبيقات الرفع الثقيل.

منذ الثمانينيات، مع تقدم الذكاء الاصطناعي والروبوتات، امتدت تقنية الهياكل الخارجية إلى المجالين الطبي والصناعي. توفر الهياكل الخارجية المتقدمة دعمًا خارجيًا لتقليل الإرهاق البدني، مما يسمح للمستخدمين بأداء المهام الصعبة بكفاءة أكبر. تُستخدم هذه الأجهزة بشكل متزايد في إعادة التأهيل لمساعدة حركة المرضى وتسريع التعافي. تستمر الهياكل الخارجية في التطور، مدفوعة بتقدم الروبوتات والذكاء الاصطناعي، وتغير الصناعات من خلال دفع القدرات البدنية البشرية.

يمكنتصنيف الهياكل الخارجيةعلى أنها سلبية أو نشطة:

• الهياكل الخارجية السلبية: تستخدم آليات غير مزودة بمحركات مثل النوابض أو المخمدات أو قوى التوازن لدعم الوضعية أو الحركة.
• الهياكل الخارجية النشطة: تستخدم عناصر مزودة بمحركات مثل المحركات الكهربائية أو الهوائية أو الهيدروليكية لتوليد قوة أو عزم دوران.

اقرأ أيضًا:الجيش الأمريكي يأمر ببغال روبوتية من الجيل التالي لنقل طن من المعدات

اختبار سريع

البشر لديهم هياكل خارجية.

A. نعم

B. لا

C. كلاهما خطأ

D. كلاهما صحيح

مرر لأسفل لمعرفة الإجابة!

بينما تستعيد الأطراف الاصطناعية الاستقلالية، تعمل الهياكل الخارجية كأجهزة دعم، توفر الحماية من الإرهاق البدني طويل الأمد. تحول تقنية الهياكل الخارجية العديد من المجالات من خلال تعزيز القدرات البشرية، وتقليل الإرهاق، وتحسين الكفاءة. توفر هذه الأجهزة القابلة للارتداء دعمًا خارجيًا لمساعدة الحركة، والحماية من الإجهاد البدني، وزيادة القوة والتحمل. من الرعاية الصحية إلى البناء، مرورًا بالرياضة، تؤثر الهياكل الخارجية بشكل كبير في مختلف الصناعات.

تطبيقات الهياكل الخارجية

الصحة

في مجال الرعاية الصحية، تساعد الهياكل الخارجية المرضى الذين يعانون من اضطرابات الحركة على استعادة استقلاليتهم. تستخدم مراكز إعادة التأهيل الهياكل الخارجية لمساعدة المرضى الذين يعانون من إصابات النخاع الشوكي أو الاضطرابات العصبية على المشي مرة أخرى.

المرضى الذين يعانون من إصابات النخاع الشوكي لديهم خطر أعلى للإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية لمجرد أنه من الصعب القيام بتدريبات القلب. يمكنهم ممارسة الرياضة بنفس طريقة الشخص الذي يمكنه الذهاب في نزهة.

كريستينا سميث، مسؤولة خدمات العلاج في معهد شيلترينج آرمز

أجهزة مثل ReWalk و EksoGT توجه جسم المريض أثناء العلاج، وتعزز الحركات الصحيحة وتسرع التعافي. تقلل هذه الهياكل الخارجية أيضًا من إرهاق المعالجين، الذين كانوا سيضطرون لدعم المرضى جسديًا أثناء التمارين. من خلال توفير التوازن والاستقرار والحركة المتحكم بها، تساعد الهياكل الخارجية الصحية المرضى على استعادة الحركة والثقة.

البناء

البناء هو قطاع آخر يستفيد بشكل كبير من الهياكل الخارجية. يعاني عمال البناء من إرهاق مستمر بسبب رفع الأحمال الثقيلة والحركات المتكررة والوضعيات غير المريحة. تخفف الهياكل الخارجية هذا العبء من خلال توفير قوة إضافية وتقليل إجهاد المفاصل. أجهزة قابلة للارتداء مثل SuitX و Levitate AIRFRAME تقلل من إرهاق الكتف والظهر أثناء العمل على المرتفعات، مما يساعد العمال على رفع أحمال أثقل بأمان. يقلل هذا الدعم من خطر الإصابات ويزيد الإنتاجية من خلال تمكين العمال من أداء المهام بإرهاق أقل. تتبنى شركات البناء بشكل متزايد الهياكل الخارجية لحماية العمال والحفاظ على الكفاءة. شركة تدعى Apogee تنتج هياكل خارجية مصممة لدعم القوة في مهام التحميل الصعبة.

تدعم مجموعة Apogee+ المتخصصين في الرعاية الصحية، مما يساعد طاقم المستشفى وعاملين إعادة التأهيل في مساعدة المرضى.

التصنيع

يستخدم التصنيع أيضًا الهياكل الخارجية لتحسين سلامة وأداء العمال. يتعرض عمال خط التجميع لحركات متكررة تؤدي غالبًا إلى إصابات عضلية هيكلية. الهياكل الخارجية، مثل EksoVest المدعوم من Ford، تدعم أذرع العمال، مما يقلل من إرهاق الكتف ويسمح لهم بالعمل لفترة أطول مع فترات راحة أقل. تساعد الهياكل الخارجية المصانع على تقليل معدلات الإصابات وزيادة الإنتاج. من خلال تقليل التآكل البدني للعمال، تمكن الهياكل الخارجية الشركات من الحفاظ على مستويات إنتاجية عالية دون المساس بصحة الموظفين.

الزراعة

في الزراعة، تقدم الهياكل الخارجية حلاً للمهام كثيفة العمالة مثل الحصاد والتقليم والرفع. تفرض هذه الأنشطة ضغطًا كبيرًا على المزارعين، الذين يعملون غالبًا لساعات طويلة في ظروف صعبة جسديًا. تخفف الهياكل الخارجية الضغط على أسفل الظهر والركبتين، مما يدعم مهام مثل الانحناء والرفع. أجهزة مثل Robo-Mate تمكن العمال الزراعيين من الحفاظ على إنتاجيتهم مع تقليل مخاطر الإصابات والإرهاق البدني. مع تقدم القوى العاملة في العمر، قد تعتمد الزراعة بشكل متزايد على الهياكل الخارجية لتلبية الطلب على العمالة.

العسكرية

كان القطاع العسكري رائدًا في تطوير الهياكل الخارجية، ساعيًا لتحسين قدرة التحمل والقوة لدى الجنود. الهياكل الخارجية العسكرية، مثل Lockheed Martin ONYX، تزيد من سعة الحمولة وتساعد الجنود على حمل معدات ثقيلة لمسافات طويلة. تقلل هذه الأجهزة أيضًا من خطر الإصابات الناتجة عن الجهد المطول في البيئات القاسية. تستثمر المنظمات العسكرية في الهياكل الخارجية لتحسين مرونة الجنود، مما يسمح لهم بالتنقل بشكل أكثر فعالية في التضاريس الصعبة.

الرياضة

في الرياضة وألعاب القوى، تظهر الهياكل الخارجية كوسائل تدريب ومعززات للأداء. يستخدم الرياضيون الهياكل الخارجية لمحاكاة المقاومة، مما يعزز القوة والتحمل من خلال التمارين الخاضعة للتحكم. في إعادة التأهيل، يستخدم مدربو الرياضة الهياكل الخارجية لمساعدة الرياضيين المصابين على التعافي بأمان، من خلال توفير الاستقرار والدعم أثناء استعادتهم لوظائف عضلاتهم. مع تقدم التكنولوجيا، قد تمكن الهياكل الخارجية الرياضيين من التدريب بشكل أكثر فعالية، والتعافي بشكل أسرع، وربما تحسين أدائهم العام.

بدأت فرق الطوارئ والإنقاذ في اعتماد الهياكل الخارجية للتعامل مع المهام الصعبة جسديًا، مثل رفع الأنقاض ونقل الضحايا. في مناطق الكوارث، توفر الهياكل الخارجية للمستجيبين الأوائل القوة الإضافية اللازمة لإنقاذ الأشخاص المحاصرين تحت الأنقاض. كما تقلل الهياكل الخارجية من الإرهاق البدني أثناء مهام الإنقاذ الطويلة، مما يساعد المستجيبين على الحفاظ على طاقتهم وتحملهم. تساعد هذه الأجهزة فرق الإنقاذ في الوصول إلى الضحايا بشكل أسرع والاستجابة لحالات الطوارئ بشكل أكثر فعالية.

باختصار، تقدم الهياكل الخارجية مساهمات ملحوظة في مجالات متنوعة. من خلال تعزيز القدرات البشرية، فإنها تقلل من مخاطر الإصابات، وتحسن الإنتاجية، وتفتح إمكانيات جديدة في الصحة والبناء والعسكرية والرياضة والزراعة وعمليات الإنقاذ. مع استمرار تقدم تقنية الهياكل الخارجية، من المحتمل أن تتوسع تطبيقاتها، مما يشكل مستقبل العمل والإمكانات البشرية.

اقرأ أيضًا:8 أنواع شائعة من الروبوتات في الأتمتة الهجينة

الإجابة هي ب. لا. البشر لديهم هيكل داخلي فقط.