استاد دانشگاه یوتا (Utah)، استیسی بامبرگ، از دپارتمان مهندسی مکانیک، در حال توسعه یک کفی کفش است که می‌تواند داده‌های قابل مقایسه با سری محبوب کفش‌های کتانی پیشرفته نایک را جمع‌آوری کند و کارهایی بیش از ردیابی دور و زمان پخش انجام دهد. کفی جدید که بامبرگ آن را سیستم توانبخشی سریع می نامد، در نهایت به رفع مشکلات راه رفتن برای افرادی که دارای پاهای مصنوعی، تعویض مفصل ران و پاهای شکسته هستند کمک می کند.

کفی هوشمند برای اصلاح ناهنجاری های راه رفتن

بامبرگ در حال توسعه کفی هوشمند جدید از طریق شرکت نوپا Veristride است. او در حال حاضر برای توسعه محصول در تعطیلات به سر می‌برد و این شرکت اخیراً یک کمک هزینه تحقیقاتی نوآوری در کسب‌وکارهای کوچک ۱۵۰،۰۰۰ دلاری و یک کمک هزینه تجاری‌سازی و نوآوری فناوری ۴۰،۰۰۰ دلار از دفتر توسعه اقتصادی فرماندار یوتا دریافت کرده است.

بامبرگ، که دارای مدرک کارشناسی و کارشناسی ارشد مهندسی از MIT است، می‌گوید: «من این تحقیق را زمانی که دانشجوی دکترا بودم، 10 سال پیش آغاز کردم، و دیدن همه چیز در نهایت به هم نزدیک شد، هیجان‌انگیز است. "در چند سال گذشته، ما چندین مقاله در مورد این فناوری منتشر کرده ایم. ما اکنون سخت کار می کنیم تا محصول خود را به افرادی که بیشتر به آن نیاز دارند، برسانیم."

سیستم Real-time Rapid Rehab از یک کفی ژل سفارشی با حسگرهای نیرو ، شتاب‌سنج‌ها و ژیروسکوپ‌ها برای تشخیص راه رفتن یا الگوی راه رفتن فرد استفاده می‌کند. استفاده فوری از این فناوری برای افراد قطع عضوی است که می‌خواهند میزان لنگش خود را هنگام استفاده از پاهای مصنوعی کاهش دهند. سیستم توانبخشی سریع گام‌ها را کنترل می‌کند و در هر مرحله بازخورد مداوم ارائه می‌کند.

جزء نرم افزاری سیستم بازتوانی سریع یکی از بزرگترین مزیت های آن است. بامبرگ و همکارانش اپلیکیشنی برای گوشی هوشمند ایجاد کردند که به صورت بی سیم داده ها را از کفی ردیابی می کند و انواع بازخوردهای آنی را ارائه می دهد. کاربران یا فیزیوتراپیست ها می توانند از بین بازخورد دیداری، شنیداری یا حسی یکی را انتخاب کنند .
متیو اشمیت، دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه یوتا در دپارتمان مهندسی مکانیک که به بهبود اجزای الکترونیکی و نرم افزاری کفی کمک کرد، می گوید: «این یک پروژه باورنکردنی برای کار بوده است. "استیسی یکی از متخصصان برجسته جهان در زمینه فناوری کفی های مجهز است. توانبخشی سریع می تواند روشی را که فیزیوتراپیست ها برای اصلاح مشکلات راه رفتن متحول می کنند، متحول کند."

دانش‌آموزان دیگری از جمله تیمی از مرکز توسعه سرمایه‌گذاری جدید Lassonde در این پروژه مشارکت داشتند. این دانشجویان فارغ التحصیل پتانسیل تجاری سیستم توانبخشی سریع را ارزیابی کردند و یک طرح تجاری دقیق تهیه کردند. علاوه بر این، دفتر تجاری سازی فناوری ایالات متحده در راه اندازی Veristride و به دست آوردن بودجه اولیه، پشتیبانی اساسی ارائه کرد.
چندین حسگر در کفی سیستم Rapid Rehab تعبیه شده است. نمونه اولیه فعلی دارای دو مقاومت حساس به نیرو برای ردیابی فشار زمانی است که پا روی زمین است. علاوه بر این، دارای یک واحد اندازه گیری اینرسی است که شامل شتاب سنج و ژیروسکوپ برای اندازه گیری موقعیت و زاویه پا می باشد. دستگاه را می توان برای ردیابی بیشتر انواع حرکت یا فشار پا سفارشی کرد.

بامبرگ در نهایت می‌خواهد کاربردهای بازتوانی سریع را برای کمک به افرادی که تعویض مفصل ران انجام داده‌اند یا از شکستگی استخوان رنج می‌برند و نیاز به اصلاح راه رفتن خود در حین بهبودی دارند، گسترش دهد. اصلاحات مهم هستند زیرا مراحل ناهموار مانند لنگیدن می تواند باعث زمین خوردن، آرتروز و سایر مشکلات سلامتی شود. فراتر از آن، شرکت های کفش مانند نایک ممکن است حتی به برنامه های کاربردی برای دنیای ورزش علاقه مند باشند.

بامبرگ و همکارانش دو مقاله علمی در مورد سیستم های کفی ابزاردار نوشته اند. یکی که در سال 2008 منتشر شد، بر اساس دکترای او است. پایان نامه و توانایی استفاده از حسگرها در کفش برای تجزیه و تحلیل راه رفتن به دور از آزمایشگاه حرکت را نشان داد. دیگری در حال چاپ است و دقت و پتانسیل دستگاه را برای کمک به افرادی با الگوهای راه رفتن نامنظم نشان می دهد.

Rapid Rehab مزایای متعددی نسبت به فناوری های رقیب دارد. برخلاف آزمایشگاه آنالیز راه رفتن، ارزان است و می‌توان از آن در هر محیط واقعی استفاده کرد. این بسیار دقیق تر از مشاهدات ذهنی توسط فیزیوتراپیست است. همچنین به کاربران بازخورد و کنترل بیشتری می دهد که می تواند نتایج سریع تری را به همراه داشته باشد.

بامبرگ امیدوار است ظرف چند سال سیستم بازتوانی سریع را به فیزیوتراپ ها و بیمارانشان به قیمت حدود 500 دلار بفروشد.

بامبرگ می‌گوید: «ما در آستانه تأثیرگذاری اساسی بر زندگی افراد قطع عضو و دیگرانی هستیم که با ناهنجاری‌های راه رفتن دست و پنجه نرم می‌کنند». "ما به سرعت در جهت تولید تجاری کار خواهیم کرد. همه قطعات ضروری در حال حاضر در محل هستند. ما می خواهیم سیستم ما توسط هر فیزیوتراپیست در کشور و در سراسر جهان استفاده شود."

هم چنین مطالعه کنید:

آیا کفی کفش برای بازی گلف آنقدر مهم است؟
پروژه کفی پرینت سه بعدی می تواند به جلوگیری از قطع عضو به دلیل دیابت در استرالیا کمک کند
چک کردن هوشمند کفی خطر سقوط برای افراد مبتلا به پارکینسون