تطور الأطراف الصناعية: دمج الذكاء الاصطناعي في الطب

الأطراف الصناعية والذكاء الاصطناعي: ثورة في المجال الطبي

تزداد حاجة العالم يوميًا للتطورات الطبية، لا سيما تلك التي تعتمد على أساليب الذكاء الاصطناعي، إذ تنتشر ظواهر أخطاء الولادة والأخطاء الجينية والوراثية. ومع انتشار الحروب وآلات الدمار الشامل، أصبح بتر الأعضاء والأطراف ضرورة يلجأ إليها الأطباء آسفين.

ومع زيادة تطور التكنولوجيا ودمج الذكاء الاصطناعي، توجب على العلم الربط بين الأطراف الصناعية، والذكاء الاصطناعي، ولغة تعلم الآلة.

الأطراف الصناعية:

تعرف الأطراف الصناعية بأنها نوع من الأعضاء الصناعية، مثل الأيادي أو الأرجل، يتم زراعتها أو تركيبها ووصلها بجسم الإنسان حسب الحاجة. وأحيانًا يُحدد نوع الطرف الصناعي حسب طريقة فقده، سواء بسبب الولادة أو خلل جيني أو جناية إجرامية.
تظهر الحاجة إلى الأطراف الصناعية أيضًا في حالات الحوادث الصناعية، وحوادث السير، والحروب التي قد تؤدي إلى بتر أحد الأطراف. وقد تسبب بعض الأمراض التهابات خطيرة في الأطراف تؤدي إلى بترها، مثل الأورام السرطانية أو الغرغرينا.

أنواع الأطراف الصناعية:

الأطراف العلوية:
تشمل الأطراف العلوية اليد، الذراع، والأصابع. ونظرًا لتعقيد تركيب اليد، توجد خمسة أنواع رئيسية للأطراف العلوية:

1. طرف اصطناعي غير فعال: يساعد في التوازن وتثبيت الأشياء، وهو الأخف وزنًا والأقل تكلفة، لكنه لا يوفر حرية لحركة المفاصل.
2. الأطراف التي تعمل بطاقة الجسم: تُعدّ الأكثر شيوعًا نظرًا لقلة تكلفتها ومتانتها العالية وصيانتها البسيطة، ويفضلها الأشخاص الذين يميلون للعمل والنشاط البدني.
3. الأطراف الكهربية التي تعمل بالطاقة الخارجية: تعتمد على مجسات وحساسات تقيس حركة العضلات المتبقية أو مشغلات كهربائية. تتمتع هذه الأطراف بقوة إمساك أكبر مقارنة بنظيرتها التي تعتمد على طاقة الجسم.
4. الأطراف الاصطناعية الهجينة: تجمع بين مزايا الأطراف التي تعمل بطاقة الجسم والطاقة الكهربية، وتستخدم في حالات البتر العلوي.
5. الأطراف الخاصة بالنشاطات: مصممة لدعم النشاطات البدنية مثل الركض، السباحة، أو التزلج، وتوفر حماية إضافية للجزء المتبقي من الطرف.

الأطراف السفلية:
تُعد معظم الأطراف السفلية هياكل داخلية قابلة للتعديل. ويوجد أكثر من 350 نظام للقدم والكاحل، و200 نظام للركبة. وتشمل الأنواع الرئيسية للأطراف السفلية:

1. أجهزة الكاحل والقدم: تعتمد على تقنيات هيدروليكية لتثبيط الصدمات وتوفير الثبات.
2. أجهزة الركبة الاصطناعية: تعمل بالطاقة الجسدية، وتأتي بمفصل أحادي أو متعدد المحاور لمحاكاة الركبة الطبيعية.
3. أجهزة خاصة بالرياضة: مصممة لدعم الأداء البدني في الركض أو التزلج. يكون الجري أصعب للأشخاص الذين تعرضوا للبتر فوق الركبة مقارنة بمن تعرضوا للبتر أسفلها.

الأطراف الصناعية في ظل التطور التكنولوجي:

تجري الدراسات حاليًا على تطوير خوارزميات لدمج الذكاء الاصطناعي مع الأطراف الصناعية الحركية. ومن أبرز هذه الدراسات، ورقة بحثية صادرة عن جامعة ميشيغان الأمريكية.
تعتمد الدراسة على تقنية “واجهة الأعصاب الطرفية المتجددة” (Regenerative Peripheral Nerve Interface)، حيث يقوم الجراحون باستخدام قطعة صغيرة من العضلات ويلفونها حول نهاية العصب المبتور لإنتاج إشارات. ثم يطبق علماء الحاسوب خوارزميات تعلم الآلة لتحويل هذه الإشارات إلى حركات دقيقة في الأطراف.

المصادر:

Prosthesis: Definition, Types & Living With Prosthetics