فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

بدن حیوانات در طی میلیون‌ها سال برای سازگاری با محیط‌های طبیعی به شکل بهینه‌ای تکامل یافته است. با این حال، آسیب‌های شدید یا نقص عضو، بسیاری از آن‌ها را از حرکت طبیعی باز می‌دارد و کیفیت زندگی آن‌ها را به شدت کاهش می‌دهد. این پژوهش با هدف طراحی و توسعه‌ یک پای بیونیک برای بازگرداندن توانایی‌های حرکتی حیوانات آسیب‌دیده انجام گردید. ابتدا با استفاده از تحلیل‌های کلینیکی و مطالعه‌ رفتار حرکتی یک سگ، نیازهای فیزیولوژیکی آن‌ شناسایی شد. سپس با مدل‌سازی دقیق در نرم‌افزار متلب، یک پای بیونیک طراحی گردید. شبیه‌سازی‌های دینامیکی نشان داد که ارتفاع گام و سرعت حرکت حیوانات تاثیر مستقیمی بر عملکرد پای بیونیک دارد. به طور خاص، نتایج نشان داد که یک ارتفاع گام بهینه می­تواند بهترین تعادل بین نیروهای محرک و کنترل حرکت را فراهم نماید. در حالی­که افزایش بیشتر باعث کاهش توانایی کنترل و شتاب‌دهی می‌شود. همچنین، با افزایش سرعت حرکت، تولید نیروی پیش‌برنده کاهش یافت. این کاهش به دلیل افزایش گشتاور مورد نیاز برای شتاب‌دهی و کاهش شتاب پا است. نتایج نهایی نشان داد که پای بیونیک توسعه‌یافته می‌تواند توانایی‌های حرکتی طبیعی حیوانات را بازیابی کند. این فناوری نه تنها امکان بازگشت به فعالیت‌های روزمره مانند راه رفتن و دویدن را برای حیوانات آسیب‌دیده فراهم می‌کند، بلکه می‌تواند به حفظ گونه‌های نادر و در معرض خطر انقراض کمک شایانی کند. یافته‌های این پژوهش راه را برای بهبود فناوری‌های توان‌بخشی در حوزه مهندسی پزشکی هموار می‌سازد.