Personalized Hip Assistance to Improve Gait Performance in Individuals with Parkinson’s Disease

المشي هو إيقاع نادراً ما نفكر فيه حتى ينكسر. بالنسبة لملايين الأشخاص الذين يعيشون مع مرض باركنسون، يُسرق هذا الإيقاع. تآكل الحالة قدرة الدماغ ببطء على تنسيق الحركة، مما يترك الجسم متيبساً، وبطيئاً، وعرضة لمشية متثاقلة حيث تصبح الخطوات صغيرة ومترددة. وفي الحالات الشديدة، يبدو أن الأقدام تلتصق بالأرض، وهي لحظة مرعبة تُعرف باسم "التجمد"، حيث ينوي الشخص المضي قدماً ولكنه ببساطة لا يستطيع. وبينما يمكن للأدوية أن تساعد في إدارة هذه الأعراض، إلا أنها غالباً ما يتلاشى مفعولها أو تسبب مشاكل أخرى، مما يترك المرضى يبحثون عن طرق أكثر استمرارية للتحرك بثقة. وهنا يأتي دور فكرة الروبوتات القابلة للارتداء: آلات تدفع الجسم بلطف للعودة إلى التدفق الطبيعي. ولكن نظرًا لأن كل شخص مصاب بباركنسون يتحرك بشكل مختلف، فإن الآلة التي تناسب الجميع قد لا تنجح. التحدي الحقيقي يكمن في تعليم الروبوت كيف "يستمع" لجسد شخص معين ويعدل مساعدته في الوقت الفعلي.

وضع فريق من الباحثين في جامعة سيول الوطنية ومؤسسات أخرى حلاً لهذا اللغز عبر اختبار نهج مخصص. عملوا مع عشرة أفراد يعانون من مرض باركنسون، وقاموا بتزويدهم بروبوت قابل للارتداء مصمم لمساعدة الوركين. لا تجبر الآلة الأرجل على الحركة؛ بل توفر دفعاً وسحباً لطيفاً في اللحظات المناسبة للمساعدة في أرجحة الأرجل للأمام والخلف. لم يكن جوهر تجربتهم مجرد تشغيل الآلة، بل العثور على الإعدادات الدقيقة التي تعمل بشكل أفضل لكل شخص. وباستخدام طريقة تسمى "التحسين المعتمد على الإنسان في الحلقة" (human-in-the-loop optimization)، ترك الباحثون المشاركين يمشون ذهاباً وإياباً في ممر مستشفى بينما يقوم كمبيوتر الروبوت باستمرار بتعديل توقيته وقوته. كان الهدف بسيطاً: مساعدة كل شخص على المشي بخطوات أطول وأكثر طبيعية، لتشبه طول الخطوة التي يتخذها شخص سليم من نفس العمر والطول.

كانت النتائج مذهلة. فعندما قدم الروبوت هذه المساعدة المخصصة، زاد طول خطوة المشاركين بمتوسط 23 بالمائة مقارنة بما كانوا عليه عندما كان الجهاز مطفأً. لم يكن الأمر مجرد اتخاذ خطوات أكبر؛ بل تحسنت جودة مشيتهم بأكملها. أصبح إيقاع مشيهم أكثر ثباتاً، وتغيرت الزاوية التي تضرب بها أقدامهم الأرض من انزلاق مسطح ومتثاقل إلى ضربة كعب أكثر طبيعية. ولعل الأمر الأكثر بروزاً هو أنه في حالة أحد المشاركين الذي كان يعاني كثيراً من نوبات التجمد، قضى الروبوت تماماً على تلك اللحظات من التوقف. بدا أن المساعدة قد أطلقت العنان لتدفق لم تستطع الأدوية وحدها الحفاظ عليه.

نظر الباحثون أيضاً بعمق أكبر لمعرفة ما إذا كانت مساعدة الوركين ستساعد بقية الجسم. ووجدوا أن الفوائد امتدت إلى الخارج. فقد تحركت الركبتان والكاحلان بمدى وسرعة أكبر، ووقف المشاركون بشكل أكثر استقامة، مما قلل من وضعية الانحناء الشائعة في باركنسون. وظلت هذه التحسينات قائمة حتى عندما طُلب من المشاركين القيام بشيئين في وقت واحد، مثل المشي أثناء تسميع الأرقام بالعكس. عادةً، يؤدي إضافة مهمة ذهنية إلى جعل المشي أسوأ للأشخاص المصابين بهذه الحالة، لكن الروبوت المخصص ساعد في الحفاظ على نمط المشي الأفضل حتى تحت هذا الضغط الإضافي. وبينما كان على المشاركين التركيز قليلاً أكثر على مهمة المشي نفسها، نجح الجهاز في الحفاظ على استقرار وكفاءة مشيتهم.

تشير الدراسة إلى أن المفتاح لمساعدة المصابين بباركنسون على المشي بشكل أفضل ليس مجرد إضافة المزيد من القوة إلى الآلة، بل تطويع المساعدة لتناسب الفرد. وجد الباحثون أن مجرد جعل الروبوت يدفع بقوة أكبر لم يضمن نتائج أفضل؛ إذ كان التوقيت والنمط المحدد للدفع هما الأكثر أهمية بكثير. ومن خلال السماسة للروبوت ليتعلم ما الذي يناسب كل شخص، تمكنوا من استعادة حركة أكثر طبيعية وانسيابية. أفاد المشاركون برضا عالٍ عن الجهاز، ووجدوه مريحاً وآمناً، وأعربوا عن رغبة قوية في الاستمرار في استخدامه. ورغم أن الدراسة كانت صغيرة وتركزت على فترة قصيرة، إلا أنها تقدم لمحة واعدة عن مستقبل يمكن أن تتكيف فيه التكنولوجيا القابلة للارتداء مع الاحتياجات الفريدة لجسم الإنسان، محولةً مشية صعبة ومتثاقلة إلى خطوة واثقة.