ساخت پروتز هوشمند؛ اختراعی که ایران را به قطب صنعت توانبخشی تبدیل می‌کند
خبرگزاری آنا- احسان عربی مفرد؛ محمدجواد اکبری مخترع جوان و نخبه ایرانی و دانشجوی رشته مهندسی پزشکی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کاشان در پنجمین مسابقات بین‌المللی اختراعات جهان(سوئیس) که با حضور بیش از یک هزار و ۵۰۰ مخترع از ۵۰ کشور جهان برگزار شد، مدال برنز این رویداد معتبر جهانی را کسب کرد.
اکبری، متولد ۱۳۶۸ کاشان، متخصص رباتیک و مخترع، بیش از ۱۵ سال است که در حوزه نوآوری، طراحی و توسعه فناوری‌های های‌تک فعالیت می‌کند و تاکنون چندین اختراع در زمینه‌های مختلف مهندسی پزشکی، رباتیک و مکانیک ثبت کرده است.
علاقه او به پژوهش و نوآوری از دوران نوجوانی آغاز شد و نخستین اختراعش را در ۱۶ سالگی ثبت کرد. اکبری اکنون مدیرعامل یک شرکت فناور در حوزه طراحی و ساخت ماشین‌آلات پیشرفته فعالیت است.
جرقه اولیه اختراع
اکبری در گفت‌وگو با خبرنگار خبرگزاری آنا درباره جرقه اصلی اختراع «پروتز هوشمند سایبرنتیک» اظهار کرد که جرقه اولیه این اختراع از مشاهده مشکلات حرکتی و کیفیت پایین زندگی افراد قطع عضو به ذهنم رسید. همیشه این دغدغه را داشتم که چرا یک فرد باید به خاطر نقص عضو، استقلال حرکتی خود را از دست بدهد. ترکیب علاقه‌ام به رباتیک، مهندسی پزشکی و هوش مصنوعی باعث شد ایده ساخت پروتزی که بتواند به صورت دوطرفه با بدن در تعامل باشد در ذهنم شکل بگیرد.
با سرمایه‌گذاری روی ساخت و تولید «پروتز هوشمند سایبرنتیک» می‌توان ایران را به قطب صنعت توانبخشی حرکتی و سایبورگ در منطقه خاورمیانه تبدیل کرد
اهداف و نحوه عملکرد اختراع
دانشجوی رشته دانشگاه آزاد اسلامی واحد کاشان اضافه کرد: هدف اصلی این اختراع طراحی و ساخت یک سیستم سایبورگ هوشمند به منظور ارتقای کیفیت زندگی افراد دارای قطع عضو و بازگرداندن استقلال حرکتی آنها بود.
وی درباره اختراع خود تشریح کرد: این پروتز بر پایه تحلیل سیگنال‌های مغزی و پردازش آنها توسط الگوریتم‌های یادگیری ماشین کار کرده و سیستم فیدبک حسی دارد که یک ادراک واقعی از عضو مصنوعی را برای کاربر ایجاد می‌کند.
این مخترع جوان افزود: پروتز دارای عملگر‌های هیدرولیک، سنسور‌های اینرسی، فشارسنج و ماتریس الکترودی برای بازخورد حسی است و پردازش اصلی و ارتباط بخش‌های مختلف ربات توسط الگوریتم‌های هوش مصنوعی انجام می‌شود در نتیجه فرد نه تنها می‌تواند پروتز را به صورت اختیاری کنترل کند؛ بلکه بازخورد حسی هم از محیط دریافت می‌کند.
به گفته اکبری، اختراع «پروتز هوشمند سایبرنتیک» در زمینه توانبخشی پزشکی، بازگردانی عملکرد حرکتی و حتی در حوزه سایبورگ و ارتقای انسان سودمند است.
مقایسه با نمونه خارجی
جوان نخبه ایرانی یادآور شد که در جهان نمونه‌های مشابهی از پروتز‌های هوشمند وجود دارد؛ اما ویژگی منحصر‌به‌فرد اختراع پروتز هوشمند سایبرنتیک، ارتباط دوطرفه غیرتهاجمی بین مغز و پروتز است. بیشتر نمونه‌های خارجی بسیار گران‌قیمت هستند و فقط کنترل حرکتی دارند و بازخورد حسی ارائه نمی‌دهند.
اکبری اضافه کرد: پروتز هوشمند سایبرنتیک هم از نظر هزینه بسیار اقتصادی‌تر و هم از نظر عملکرد بسیار دقیق است؛ چراکه توسط تکنولوژی سایبورگ ایجاد شده در پروتز ادراکی واقعی از عضو مصنوعی در ذهن کاربر ایجاد می‌کند.
هزینه ساخت
این مخترع جوان درباره هزینه‌های اختراع خود و ساخت محصول به آنا گفت: از مرحله ایده‌پردازی تا نمونه اولیه و آزمون‌های عملی، حدود ۲۰ هزار دلار هزینه شده است. این مبلغ بیشتر صرف طراحی، ساخت قطعات و توسعه نرم‌افزاری شده است و برای ساخت نمونه‌های پیشرفته‌تر و نزدیک شدن به محصول نیاز به حدود ۴۵۰ هزار دلار سرمایه و برای راه‌اندازی خط تولید و کلینیک مخصوص شخصی‌سازی و آموزش بهره‌برداری نیاز به حدود ۴ میلیون دلار است که در صورت تولید انبوه این محصول قیمت تمام شده نسبت به نمونه‌های خارجی با تکنولوژی پایین‌تر حدود یک سوم و دوره بازگشت سرمایه کمتر از ۳ سال خواهد بود.
علاوه بر ارتقای پروتز سایبرنتیک، روی طراحی، توسعه و ساخت ماشین آلات حوزه دندانسازی در استارت‌آپ HealSix کار می‌کنیم. در حوزه میکروفلوئیدیک و سیستم‌های ddPCR نیز تحقیقات عملی را آغاز کرده‌ایم که می‌تواند در آینده برای تشخیص‌های دقیق پزشکی و ژنتیک بسیار کاربردی باشد
به گفته دانشجوی رشته مهندسی پزشکی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کاشان با این سرمایه‌گذاری می‌توان ایران را به قطب صنعت توانبخشی حرکتی و سایبورگ در منطقه خاورمیانه تبدیل کرد.
حمایت‌ها
دانشجوی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کاشان عنوان کرد که در مسیر طراحی و ساخت این پروتز از نظر علمی و مشاوره‌ای حمایت اساتید دانشگاه آزاد کاشان و دانشگاه علوم پزشکی اصفهان و تأیید متخصصان حوزه سلامت را داشتم، اما در بخش تأمین مالی و صنعتی، تمام هزینه‌های به صورت شخصی تأمین شده است.
وضعیت فعلی اختراع و تولید انبوه
نخبه جوان ایرانی گفت: این اختراع اکنون در مرحله نمونه اولیه کاربردی و آزمایشگاهی است. اکنون برای تجاری‌سازی و ورود به فاز تولید انبوه نیازمند سرمایه‌گذاری و همکاری‌های گسترده‌تر هستیم. خوشبختانه در همین مدت توجه برخی نهاد‌های علمی و سرمایه‌گذاران به این پروژه جلب شده؛ اما متاسفانه تاکنون حمایتی صورت نگرفته است.
وی افزود: این پروتز فقط یک وسیله کمکی نیست، بلکه نمادی از آینده تعامل انسان و فناوری است. باور دارم ایران می‌تواند در زمینه فناوری‌های سایبرنتیک جایگاه ویژه‌ای در جهان به دست آورد. موفقیت در مسابقات بین‌المللی اختراعات (IFIA) و کسب مدال برنز در رقابت میان متخصصان و مخترعان برجسته از کشور‌های پیشرفته جهان، نشان داد که این مسیر قابلیت جهانی شدن دارد.
تازه‌ترین فعالیت‌ها و پژوهش‌ها
اکبری یادآور شد: علاوه بر ارتقای پروتز سایبرنتیک، روی طراحی، توسعه و ساخت ماشین آلات حوزه دندانسازی در استارت‌آپ HealSix کار می‌کنیم. در حوزه میکروفلوئیدیک و سیستم‌های ddPCR نیز تحقیقات عملی را آغاز کرده‌ایم که می‌تواند در آینده برای تشخیص‌های دقیق پزشکی و ژنتیک بسیار کاربردی باشد. هدفم ایجاد پلی میان پژوهش‌های های‌تک و زندگی روزمره انسان است.
انتهای پیام/
