Ин таҳқиқот асои роботикиеро меомӯзад, ки барои дастгирии шахсони дорои маҳдудияти сабуки ҳаракат ҳангоми роҳравӣ таҳия шудааст, тақрибан 1,3 кг масса дорад, мотордор аст ва чархи деформатсияшаванда дорад. Навоварии асосии асо дар он аст, ки чархҳои чандири ғайрипневматикӣ, ки аз полиуретани термопластикӣ (TPU) бо сахтии 95A Shore тавассути чопи сеандоза сохта шудаанд, бо идоракунии мотор бар асоси танзимгари квадрати хаттӣ (Linear Quadratic Regulator, LQR) якҷо карда шудаанд. Дар таҷрибаҳо чархҳои чандиртар нисбат ба чархи сахт дар гузаштан аз монеаҳои хурд ва коҳиш додани интиқоли ларзишҳои басомади баланд ба корбар дар сатҳҳои гуногуни сахт бартарӣ нишон доданд. Бо вуҷуди ин, моменти пасти мотор кори прототипро дар сарбориҳои баланд маҳдуд мекунад ва арзёбиҳои корбарон самаранокии клиникӣ ё пешгирии афтиданро исбот намекунанд.

Дар таҷрибаҳои гузаштан аз монеа, чархи махсуси аз ҳама нарм монеаҳои 45 мм-ро дар ҳамаи панҷ кӯшиш гузаштааст, вале монеаи 55 мм-ро гузашта натавонист. Чархи гибридӣ то 25 мм комилан муваффақ буд ва дар 35 мм дар се аз панҷ кӯшиш муваффақ шуда, ба %60 муваффақият расид. Чархи сахт дар монеаи 25 мм %80 муваффақият нишон дод ва аз 35 мм ба боло ноком шуд. Муҳаққиқон ин натиҷаҳоро бо он вобаста мекунанд, ки мутобиқшавии чарх метавонад сатҳи тамос ва мувофиқшавӣ ба геометрияи монеаро зиёд кунад; аммо санҷишҳо дар сарбориҳои нисбатан пасте анҷом ёфтанд, ки моторҳои прототип бардошта метавонистанд.

Дар таҷрибаҳои ларзиш чархҳои сахт, гибридӣ ва нарм дар фарши чӯбӣ, сангфарши навъи португалӣ, асфалт, панҷараи металлӣ ва сатҳи алафӣ муқоиса шуданд. Таҳлили Fast Fourier Transform (FFT) нишон дод, ки чархҳои чандир, махсусан дар басомадҳои баланд, метавонанд интиқоли ларзишро кам кунанд. Чархи нарм дар аксари сатҳҳои сахт пасттарин ҷузъҳои шитоби басомади баландро ба вуҷуд овард, дар ҳоле ки чархи гибридӣ барои санҷишҳои баъдии инсонӣ интихоб шуд, зеро дастгирии сохтории лозимаро барои истифода нигоҳ медошт.

Дар арзёбии ибтидоии инсонӣ панҷ иштирокчии бидуни мушкили роҳравӣ ду танзимоти гуногуни идоракуниро санҷиданд. Ҳамаи панҷ иштирокчӣ изҳор карданд, ки Controller B-и аз нав танзимшуда устувортар аст ва дар роҳравии дувазифавӣ ин идоракунӣ интуитивитар мебошад. Сипас 30 нафар дар синни 65–80 сол бо маҳдудияти сабуки ҳаракат прототипро дар муҳити реабилитатсионӣ зери назорати мутахассисони тиббӣ санҷиданд. Дар мақола таассуроти умумӣ %50 мусбат, %25 бетараф ва %25 манфӣ гузориш шудааст. Азбаски ин фоизҳо ба шумораи бутуни шахсон дар намунаи 30-нафара дақиқ мувофиқат намекунанд, гуфта нашудааст, ки натиҷаҳо гирд карда шудаанд ё не.

Арзёбӣ аз нуқтаи назари Туркия: Таҳқиқот дар Португалия таҳия ва арзёбӣ шудааст. Равиши асои роботикӣ метавонад барои нигоҳубини пиронсолон, дастгирии ҳаракат дар хона ва технологияҳои реабилитатсионӣ дар Туркия як самти муҳандисии арзандаи таҳқиқ пешниҳод кунад; аммо антропометрияи корбар, навъҳои маъмултарини фарш, амалияи реабилитатсия, талаботи бехатарии дастгоҳ, талаботи мотор/момент ва профилҳои клиникии корбар бояд дар шароити Туркия алоҳида тасдиқ карда шаванд. Натиҷаҳои қабул ва истифода аз намунаҳои хурди корбарон дар Португалия набояд мустақиман ба корбарони Туркия интиқол дода шаванд.

Масъалаи асосии таҳқиқот чист?

Қисми муҳими таҳқиқот оид ба дастгоҳҳои роботикии дастгирии ҳаракат ба роҳравҳои чархдор ва чаҳорчӯбаҳои калонтари дастгирӣ равона шудааст. Гарчанде ин дастгоҳҳо метавонанд дастгирии баланди механикӣ диҳанд, вазн ва ҳаҷми онҳо истифодаашонро дар муҳитҳои танг ва пур аз ашё, монанди хона, душвор карда метавонад. Асои роботикӣ синфи хурдтари дастгоҳ аст; аммо аз сабаби доштани танҳо як нуқтаи тамос бо замин, масъалаҳои ҷиддитари тарҳрезӣ дар устуворӣ ва ҳаракат дар сатҳҳои ноҳамвор ба миён меоянд.

Холигие, ки ин таҳқиқот мехоҳад ҳал кунад, сохтани асои роботикии сабук, арзон ва хурдест, ки барои истифодаи ҳаррӯза мувофиқ бошад, ҳамзамон тавонад нобаробариҳои хурди сатҳро паси сар кунад ва ба корбар дастгирии иловагии механикӣ диҳад. Муҳаққиқон барои ин ба меъмории асои мотордори якчарха чархи ғайрипневматикии деформатсияшаванда илова карданд.

Прототип чӣ гуна сохта шуд?

Бадани асо бо якҷо кардани асои стандартии алюминӣ бо чаҳорчӯбаи алюминие, ки мотор, электроника ва чархро нигоҳ медорад, сохта шудааст. Массаи умумии прототип тақрибан 1,3 kg мебошад. Дар меъмории система барои чен кардани кунҷи моилии асо воҳиди ченкунии инерсиалии MPU6050 (IMU), барои чен кардани қувваи аз ҷониби корбар ба даста додашуда резистори ҳассос ба қувва Interlink 402 (FSR), барои ҳисобҳои идоракунӣ микроконтроллери NodeMCU ESP32 ва барои гардондани мотор драйвери H-bridge-и BTS7960 истифода шудаанд.

Процессори дуядроии 240 MHz-и ESP32 амалиёти идоракунӣ ва филтркуниро иҷро мекунад. Гарчанде гуфта мешавад, ки пайвасти Bluetooth метавонад дар оянда барои коркарди дурдаст ё таҳлили роҳравӣ истифода шавад, таҷрибаҳои асосии ин таҳқиқот ба дарки муҳит ё навигатсияи автономӣ равона нашудаанд. Ин дастгоҳ, бар хилофи равиши классикии “асои ҳушманд”, ки барои шахсони дорои маҳдудияти биноӣ монеаҳои атрофро ошкор мекунад, ҳадаф дорад ба роҳравии корбар дастгирии механикӣ диҳад.

Ченкунии кунҷ ва филтркунии ларзиш чӣ гуна анҷом мешавад?

Маълумоти акселерометр ва суръати кунҷӣ аз MPU6050 дар филтри Kalman якҷо шуда, кунҷи асо нисбат ба амудӣ ҳисоб карда шудааст. Муҳаққиқон инчунин барои коҳиш додани таъсири ларзиши даст ба сигнали кунҷ ба баромади филтри Kalman филтри пастгузар илова кардаанд.

Муносибати филтр, ки дар таҳқиқот дода шудааст, чунин аст:

\[ s_t=\alpha x_t+(1-\alpha)s_{t-1}, \qquad t>0 \]

Дар ин ҷо \(x_t\) баҳодиҳии кунҷи ҷорӣ аз филтри Kalman, \(s_{t-1}\) қимати кунҷи қаблан филтршуда ва \(s_t\) қимати ҷории филтршударо ифода мекунад. Коэффисиенти ҳамворкунӣ \(\alpha\) вобаста ба басомади буриш:

\[ \alpha=\frac{2\pi f_c\Delta t}{1+2\pi f_c\Delta t} \]

ҳисоб карда шудааст. Дар таҳқиқот \(f_c=4\ \text{Hz}\) ва давраи намунагирӣ \(\Delta t=4\ \text{ms}\) гирифта шуда, \(\alpha=0{,}091\) ба даст омадааст. Филтри рақамии пастгузари дохилии MPU6050 дар сатҳи сенсори хом ба 21 Hz танзим шудааст.

Қувваи корбар ба асо чӣ гуна чен карда шуд?

Сенсори FSR дар даста барои назорати қуввае истифода шуд, ки корбар ба асо мегузаронад. Диапазони ченкунии сенсор то тақрибан 10 кг калибр шудааст. Табдили таҷрибавӣ байни қимати хоми ADC-и \(x\), ки ESP32 мехонад, ва қувваи калибршуда бо грамм дар манбаъ:

\[ F(x)=8.977\left(e^{0.001802147x}-1\right) \]

дода шудааст. Ин муодила баромади электрикии сенсорро ба баҳодиҳии сарборие табдил медиҳад, ки дар таҷриба истифода мешавад.

Чаро чархи деформатсияшаванда истифода шуд?

Чархи асои роботикӣ аз TPU бо сахтии 95A Shore тавассути чопи сеандоза сохта шудааст. Чандирӣ ва муқовимати фарсудашавии TPU онро барои чархе, ки зери сарборӣ деформатсияи такрорӣ талаб мекунад, маводи мувофиқ мегардонад. Аммо рафтори воқеии механикии чарх на танҳо аз сахтии мавод, балки аз геометрияи болорҳо ва spoke-ҳои дохили чарх низ муайян мешавад.

Дар таҳқиқот чор тарҳи асосии деформатсияшаванда таҳия шуд: ду тарҳи гуногуни радиалӣ (Radial va ва Radial vb бо spoke-ҳои камтар), сохтори асалшакл (Honeycomb) ва чархи гибридӣ (Hybrid), ки унсурҳои радиалӣ ва кунҷиро якҷо мекунад. Барои муқоиса ба онҳо чархи сахт ва барои равшантар нишон додани таъсири чандирӣ чархи махсуси хеле нарм низ илова шудааст.

Деформатсияи самти амудӣ метавонад сатҳи тамоси чархро бо замин васеъ кунад ва ба мутобиқшавии геометрӣ ба нобаробарии сатҳ кумак кунад. Ин рафтор имкон медиҳад, ки зарбаҳо ба ҷойи он ки бевосита ба бадани асо ва даста гузаранд, қисман дар деформатсияи чарх фурӯ бурда шаванд. Аммо чандирии аз ҳад зиёд низ ҳангоми боргузории корбар метавонад хатари нокифоя будани дастгириро ба вуҷуд орад. Аз ин рӯ, масъалаи тарҳрезӣ сохтани “то ҳадди имкон чархи нарм” нест, балки ёфтани тавозуни мувофиқ байни хомӯшкунии зарба ва сахтии борбардорӣ аст.

Модели механикии чарх

Муҳаққиқон чархи деформатсияшавандаро ба таври консептуалӣ ҳамчун системае аз унсурҳои радиалии пружина-демпфер тавсиф мекунанд. Унсурҳои пружина деформатсияи чандири канори чарх ва сохтори spoke-ро, демпферҳо бошад талафи энергияро тавассути гистерезиси мавод ифода мекунанд. Дар мисоли соддакардашудаи се spoke, \((K_i,\beta_i)=(50,3{,}7)\) ва \(M=1{,}3\ \text{kg}\) истифода шуда, ҷавоби гузаро ба халали механикӣ нишон дода шудааст.

Ин модел ду минтақаи кориро ҷудо мекунад. Ҳангоми сарбории паст, вақте чарх тақрибан доиравӣ мемонад, модели якчархаи дорои чархи сахт ҳамчун тақриби кофӣ барои идоракунӣ қабул мешавад. Вақте сарборӣ зиёд мешавад, радиуси чарх ба таври назаррас тағйир меёбад, муқовимати ғелиш меафзояд ва модели хаттии мавҷуда эътибори худро аз даст медиҳад. Муҳаққиқон махсус таъкид мекунанд, ки дар сурати истифодаи мотори қавитар модели нави идоракунӣ, ки радиуси самараноки тағйирёбандаро ба назар мегирад, метавонад лозим шавад.

Вазифаи идоракунии LQR чист?

Асо аз ҷиҳати динамикӣ ҳамчун системае монанди маятники баръакс, ки болои чарх ҳаракат мекунад, модел шудааст. Равиши LQR бо сохтани тавозуни математикӣ байни инҳирофи тағйирёбандаҳои ҳолат ва вуруди идоракунӣ коэффисиентҳои бозхурдро муайян мекунад. Арзиши асосии идоракунӣ:

\[ J(u)=\int_{0}^{\infty}\left(x^TQx+u^TRu\right)dt \]

аст. \(Q\) муайян мекунад, ки хатогиҳои ҳолат то чӣ андоза ҷазо дода мешаванд, \(R\) бошад кӯшиши идоракунии моторро. Дар манбаъ:

\[ Q= \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{bmatrix} \]

истифода шудааст. Барои моторҳои суръати паст \(R=0{,}001\), барои мотори суръати баланд барои гирифтани рафтори мулоимтари идоракунӣ \(R=0{,}1\) интихоб шудааст.

Гарчанде модели аслии LQR ба чор тағйирёбандаи ҳолат — мавқеъ, суръати хаттӣ, кунҷи асо ва суръати кунҷӣ — такя мекунад, прототипи ҷорӣ танҳо кунҷ ва суръати кунҷиро мустақим чен мекунад. Аз ин рӯ, дар идоракунии воқеӣ танҳо коэффисиентҳои \(K_3\) ва \(K_4\) истифода шуда, бозхурд:

\[ u=-\left(K_3\theta+K_4\dot{\theta}\right) \]

татбиқ шудааст. Дар ин ҷо \(\theta\) кунҷи асо нисбат ба амудӣ, \(\dot{\theta}\) суръати кунҷӣ ва \(u\) шиддати идоракунии моторро ифода мекунад.

Дар манбаъ вектори коэффисиентҳо барои мотори суръати паст \(K_{low}=[-31{,}62,-17{,}73,247{,}43,60{,}17]\) дода шудааст. Аммо унсури сеюми вектори дуюм барои мотори суръати баланд дар манбаъ ба шакли “45.3x0” чоп шудааст. Азбаски ин ифода як қимати ададии возеҳу ягона нест, дар ин ҷо хомӯшона ислоҳ ва истифода нашудааст.

Маънои диапазони −10° то +10°

Дар истифодаи муқаррарӣ система барои кор кардани кунҷи асо тақрибан байни −10° ва +10° танзим шудааст. Азбаски идоракунии LQR танҳо метавонад ба ҷои истодани устувор дар истиноди +10° overshoot ба вуҷуд орад, дар прототипи физикӣ мантиқи иловагии бехатарӣ истифода мешавад: вақте асо ба +10° мерасад, қувваи мотор қатъ мешавад, корбар метавонад ба асо бор диҳад ва вақте кунҷ ба диапазони корӣ бармегардад, мотор дубора фаъол мешавад. Дар атрофи −10° мотор асоро боз ба пеш ҳаракат доданро оғоз мекунад.

Ин ҳал таҷрибаҳои прототипро имконпазир кард; аммо ҳамзамон нишон медиҳад, ки система бо як вуруди идоракунӣ наметавонад ҳам суръати хаттии чарх ва ҳам кунҷи асоро дар як вақт мустақилона идора кунад. Муҳаққиқон зарурати усулҳои пешрафтаи идоракуниро дар оянда, ки ба корбар ва деформатсияи чарх мутобиқ шаванд, қайд мекунанд.

Чаро интихоби мотор муҳим буд?

Ду мотор санҷида шуд. Гарчанде суръати максималии модели 5840-555 470 rpm буд, моменти он паст монд ва ҳангоми боргузорӣ ба асо зуд бозистод. Модели 5840-31zy бо суръати максималии 160 rpm сусттар буд, вале қобилияти баландтари борбардорӣ нишон дод ва дар таҷрибаҳои баъдӣ интихоб шуд.

Қувваи пасти мотор яке аз маҳдудиятҳои муҳими таҳқиқот аст. Бо вуҷуди ин, муҳаққиқон инчунин баҳс мекунанд, ки қувваи паст ва редуктори таносуби баланд баъзе бартариҳои пассивии бехатарӣ медиҳанд: агар асо аз ҳад зиёд бор шавад, барои мотор ҳаракат додани дастгоҳ ба пеш бе назорат мушкилтар мешавад ва ҳангоми қатъи энергия гардиши озоди чарх маҳдуд мегардад. Механизмҳои watchdog-и нармафзор низ барои пешгирии баромадҳои ғайримуқаррарии идоракунӣ истифода шудаанд.

Таҷрибаҳои зарба ва ларзиш чӣ нишон доданд?

Чархҳои сахт, гибридӣ ва махсуси нарм дар сатҳҳои гуногун бо санҷишҳои тақрибан 30-сониягӣ муқоиса шуданд. Асо рост нигоҳ дошта шуд, ба мотор фармони доимӣ дода шуд ва шитоби амудӣ чен шуда, ҷузъҳои басомад бо FFT таҳлил шуданд.

Дар фарши чӯбӣ дар басомадҳои аз 20 Hz боло амплитудаи шитоби чархи сахт одатан баландтарин ва чархи нарм пасттарин буд. Дар чархҳои нарм ва гибридӣ қуллаҳои басомад вобаста ба геометрияи spoke дида шуданд. Дар сангфарши ноҳамвори португалӣ чархи сахт ҳам дар зери 5 Hz ва ҳам аз 20 Hz боло ҷузъҳои баландтари шитоб тавлид кард; чархи нарм махсусан дар коҳиш додани ларзишҳои аз 5 Hz боло муваффақтар буд.

Дар таҷрибаҳои асфалт дар минтақаи аз 10 Hz боло чархи нарм умуман хомӯшкунии беҳтар нишон дод. Тарҳи гибридӣ тақрибан дар 10–15 Hz қуллаи сохтории равшан дошт. Дар тавсифи матнии таҷрибаи панҷараи металлӣ гуфта мешавад, ки чархи сахт тақрибан дар 15–20 Hz қуллаи намоёни ларзиш тавлид кард, дар ҳоле ки чархи нарм ба сатҳ мутобиқ шуда ларзиши камтар нишон дод. Азбаски дар сарлавҳаи графики Шакли 15-и манбаъ иштибоҳан “asphalt” боқӣ мондааст, ин нишонаи визуалӣ набояд бо маълумоти илмӣ омехта карда шавад.

Дар сатҳи алафӣ се навъи чарх рафтори ба ҳам наздиктар нишон доданд. Муҳаққиқон инро бо он шарҳ медиҳанд, ки худи алаф зарбаҳои аз замин омадаро қисман хомӯш мекунад. Дар натиҷа, бартарии чархҳои деформатсияшаванда дар ҳамаи сатҳҳо яксон нест; самаранокӣ аз хусусиятҳои механикии сатҳ вобаста аст.

Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад?

• Геометрияи чархи чандир метавонад қобилияти прототипро барои гузаштан аз монеаҳои хурд нисбат ба чархи сахт зиёд кунад.
• Чархи нарм метавонад дар бисёр сатҳҳои сахт, махсусан интиқоли ларзишҳои басомади баландро кам кунад.
• Чархи гибридӣ байни чандирӣ ва якпорчагии сохторие, ки барои нигоҳ доштани корбар лозим аст, тавозуне таъмин кард, ки муҳаққиқон барои санҷишҳои баъдӣ мувофиқ донистанд.
• Controller B-и аз нав танзимшудаи бар LQR асосёфта дар гурӯҳи асосии панҷнафара нисбат ба Controller A устувортар ва дар роҳравии дувазифавӣ интуитивитар қабул шудааст.
• Прототип зери назорати мутахассисони тиббӣ бо корбарони воқеии дорои маҳдудияти сабуки ҳаракат истифода шуда тавонист.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

• Нишон дода нашудааст, ки асои роботикӣ афтиданҳоро кам мекунад.
• Фоидаи клиникии дарозмуддат ё коҳиши миқдории сарбории мушак-устухон исбот нашудааст.
• Нишон дода нашудааст, ки дастгоҳ барои шахсони дорои маҳдудияти миёна ё вазнини ҳаракат бехатар аст.
• Арзёбии реабилитатсионии 30-нафара таҳқиқоти клиникии назоратшуда нест.
• Таҳлили муқоисавии самаранокӣ байни гурӯҳҳои гуногуни беморӣ анҷом нашудааст.
• Нишон дода нашудааст, ки модели ҷории LQR дар шароити мотори қавитар, деформатсияи ҷиддии чарх ва сарбории баланди корбар кофӣ аст.
• Натиҷаҳои қабули корбар дар Португалия ба кишварҳо ва системаҳои тандурустии дигар мустақиман умумӣ карда намешаванд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Сахтафзор ва системаи ченкунӣ

Система бо ҳадафи арзон ва сабук будан аз ҷузъҳои дар бозор ба осонӣ дастрас сохта шудааст. Ин интихоб такроршавандагии прототипро беҳтар карда, ҳамзамон яке аз созишҳои асосии муҳандисиро ба вуҷуд овардааст, махсусан маҳдуд шудани моменти моторро.

Таҷрибаи гузаштан аз монеа

Ҳар ҷуфти чарх/мотор дар баландии афзояндаи монеаҳо аз 5 мм оғоз карда санҷида шуда, барои ҳар шароит панҷ такрор анҷом дода шудааст. Ҷадвали намоёни зер фоизҳои муваффақияти Ҷадвали 1-и манбаъро медиҳад. Азбаски ҳуҷайраи 55 мм барои тарҳи Honeycomb дар ҷадвали манбаъ холӣ аст, қимат эҷод нашудааст.

Мувофиқи тафсири манбаъ, чархи гибридӣ то баландии монеае, ки тақрибан ба %33 радиуси худ баробар аст, %100 муваффақият нишон дод ва то тақрибан %46 муваффақияти қисман дошт. Чархи махсуси нарм бошад монеаи тақрибан %60 радиуси худро дар ҳамаи панҷ санҷиш гузашт. Муҳаққиқон ин натиҷаро бо беҳтар шудани тамос ва часпиш бо монеа ҳангоми зиёд шудани чандирӣ мепайванданд; вале агар моменти мотор нокифоя бошад, деформатсияи зиёд гардиши чархро ҳам мушкил мекунад.

Арзёбии ларзиш бар асоси FFT

Ин таҷрибаҳо дастгирӣ мекунанд, ки чархи деформатсияшаванда метавонад ҳамчун филтри механикӣ амал кунад; аммо манбаъ сарбории мушак-устухони ба даста гузарандаро бо ченкуниҳои мустақими биомеханикӣ арзёбӣ накардааст.

Арзёбии асосии панҷнафараи корбар

Панҷ иштирокчии бидуни мушкили роҳравӣ роҳравии кӯтоҳ, роҳравии когнитивии дувазифавӣ дар ҳамон масир ва нишастан-хестанро бо ду танзимоти идоракунӣ анҷом доданд. Controller A алгоритми асосии қаблиро ва Controller B коэффисиентҳои аз нав танзимшуда барои прототипи ҷориро ифода мекунад.

Ҳамаи панҷ иштирокчӣ Controller B-ро устувортар тавсиф карданд. Дар роҳравии дувазифавӣ ҳам ҳамаи онҳо Controller B-ро интуитивитар донистанд. Аммо се иштирокчии қадашон кӯтоҳ гуфтанд, ки моилии истинодии +10° барои онҳо зиёд аст ва ин нишон медиҳад, ки дарозии асо ё диапазони иҷозашудаи кунҷ метавонад ба шахс мутобиқ карда шавад.

Арзёбӣ бо 30 корбари дорои маҳдудияти сабуки ҳаракат

Дар марҳилаи баъдии таҳқиқот 30 нафар дар синни 65–80 сол, ки аз сабаби ҳолатҳои гуногуни саломатӣ маҳдудияти ҳаракат доштанд, прототипро дар як воҳиди маҳаллии тандурустии вобаста ба системаи тандурустии Португалия зери назорати мутахассисони тиббӣ санҷиданд. Иштирокчиён махсус барои таҷриба ҷамъ оварда нашудаанд; онҳо аз байни шахсоне, ки терапевтҳо дар раванди муқаррарии реабилитатсия мувофиқ донистанд, ихтиёрӣ иштирок карданд. Сатҳҳои таҷриба ҳамвор ё танҳо дорои нобаробариҳои хеле хурд, монанди дарзҳои сафолӣ, буданд.

Таассуроти умумии корбар дар манбаъ %50 мусбат, %25 бетараф ва %25 манфӣ гузориш шудааст. Азбаски барои N=30 ин фоизҳо ба шумораи бутуни шахсон дақиқ мувофиқ намеоянд, дар мақола гуфта нашудааст, ки тақсимот гирд карда шудааст ё не. Мавзӯъҳои асосии фикру мулоҳизаҳои манфӣ дарозии асо ва кунҷи кории −10°/+10° буданд, ки барои баъзе корбарон нороҳатӣ эҷод мекарданд.

Мутахассисони тиббӣ ҳамчун арзёбии техникӣ гуфтанд, ки сатҳи васеътари тамоси чарх ва деформатсияи он дар сарбории паст метавонад ба устуворӣ ва роҳатии корбар кумак кунад. Аммо ин назар бо ченкуниҳои объективии клиникӣ, аз қабили фаъолияти мушак, моменти буғум, басомади афтидан ё натиҷаи функсионалии дарозмуддат, тасдиқ нашудааст.

Маҳдудиятҳои асосии техникӣ

• Азбаски моторҳои мавҷуда дар сарбории баланди корбар ба осонӣ бозмеистанд, дастгоҳ асосан барои маҳдудиятҳои сабуки ҳаракат арзёбӣ шудааст.
• Азбаски дар деформатсияи баланд радиуси чарх тағйир меёбад, модели ҷории LQR, ки ба фарзияи чархи сахт асос ёфтааст, метавонад эътибори худро аз даст диҳад.
• Гурӯҳи асосии панҷнафараи корбар хеле хурд аст ва аз шахсони бидуни мушкили роҳравӣ иборат мебошад.
• Арзёбии реабилитатсионии 30-нафара ба таассуроти кӯтоҳмуддати корбар равона шудааст; нишондиҳандаҳои муфассали клиникӣ гузориш нашудаанд.
• Санҷишҳои гузаштан аз монеа сарбориҳои баланди корбарро ифода намекунанд.
• Натиҷаҳои ларзиш бояд бо сатҳҳои бештар ва таҷрибаҳои фарохтар тасдиқ шаванд.
• Қади корбар ва тарзи роҳравӣ нишон медиҳанд, ки ҳадҳои собити кунҷ метавонанд барои ҳама мувофиқ набошанд.

Эзоҳи Манбаъ ва Усул

Номи пурраи аслии кор: A Soft Wheel Robotic Cane for Light Mobility Disabilities

Муаллифон ва тартиб: Tomás Ferreira; João Silva Sequeira; Isabel Marques Santos; Ana Marques Oliveira.

Муаллифи масъул: João Silva Sequeira.

Саҳми баробар/муаллифи аввал баробар: Дар манбаъ чунин изҳорот вуҷуд надорад.

Муассисаҳо: Instituto Superior Técnico, 1049-001 Lisboa, Portugal; Unidade Local de Saude Loures-Odivelas, 2674-514 Loures, Portugal.

Журнал: Actuators.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Ҷилд ва рақами мақола: Actuators 2026, 15, 232.

DOI: 10.3390/act15050232.

Пайванди расмии нашр: https://doi.org/10.3390/act15050232

Раванди нашр: Қабул шуд 4 марти 2026; бознигарӣ шуд 9 апрели 2026; пазируфта шуд 18 апрели 2026; нашр шуд 23 апрели 2026.

Навъи манбаъ ва ҳолати peer review: Мақолаи таҳқиқотии peer-reviewed. Таҳқиқот дар соҳаи роботикаи ёрирасон ва дастгирии ҳаракат прототипи физикӣ, таҷрибаҳои муҳандисӣ ва арзёбии корбарро дар бар мегирад.

Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: LARSyS FCT desteği; 10.54499/LA/P/0083/2020 ve 10.54499/UID/50009/2025.

Этика ва ризоият: Таҳқиқот дар доираи Эъломияи Ҳелсинки гузаронида шуд; бинобар набудани расмиёти зараровар ва сабти маълумоти шахсӣ аз баррасӣ/тасдиқи кумитаи этика озод карда шуд. Аз иштирокчиён ризоияти огоҳона гирифта шуд.

Дастрасии додаҳо: Гуфта шудааст, ки додаҳои истифодашуда дар таҳқиқот бо дархости асоснок аз муаллифи масъул дастрас мешаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон бархӯрди манфиатҳоро гузориш накардаанд.

Саҳми муаллифон: Tomás Ferreira — conceptualization, software, investigation ва first draft; João Silva Sequeira — conceptualization, data curation, review/editing, supervision, project management ва funding; Isabel Marques Santos — resources, validation ва review/editing; Ana Marques Oliveira — validation ва review/editing.

Номувофиқиҳои дохилии манбаъ: Унсури сеюми вектори LQR барои мотори суръати баланд дар манбаъ “45.3x0” чоп шудааст ва дар ин ҷо хомӯшона ислоҳ нашудааст. Дар Ҷадвали 1-и гузаштан аз монеа натиҷаи 55 мм барои чархи Honeycomb ба таври намоён холӣ мондааст. Гарчанде Шакли 15 таҷрибаи панҷараи металлиро шарҳ медиҳад, дар сарлавҳаи болоии график “asphalt” навишта шудааст. Фоизҳои %50/%25/%25 барои гурӯҳи N=30 низ ба шумораи бутуни шахсон мустақиман табдил намешаванд; манбаъ усули гирдкуниро шарҳ надодааст.

Ҳудуди тафсири методологӣ: Гарчанде ин таҳқиқот прототипи физикӣ ва санҷишҳои воқеии корбарро дар бар мегирад, он таҳқиқоти самаранокии клиникӣ нест. Пешгирии афтидан, бехатарии дарозмуддат, фоидаи реабилитатсионии хоси беморӣ ё фоидаи миқдории клиникӣ барои системаи мушак-устухон нишон дода нашудааст. Мотор ва меъмории ҷории идоракунӣ дар сарбории вазнин ё маҳдудияти пешрафтаи ҳаракат тасдиқ нашудаанд.

Натиҷаҳои илмии ин мундариҷаи Verianla танҳо ба таҳқиқоти манбаъи зикршуда асос ёфтаанд. Аз манбаъҳои беруна натиҷаи нави таҷрибавӣ, бозёфти клиникӣ, механизм ё маълумоти performance илова нашудааст. Санҷиши беруна танҳо барои тасдиқи ҳувияти библиографии нашр истифода шудааст.