الهيكل الخارجي (البشري)

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 10 صور
الموسوعة الحرة
أمثلة على أنواع مختلفة من الهياكل الخارجية [ 1 ]

الهيكل الخارجي هو جهاز قابل للارتداء يعمل على تعزيز أو تمكين أو مساعدة أو تحسين الحركة أو الوضعية أو النشاط البدني من خلال التفاعل الميكانيكي مع جسم المستخدم والقوة المطبقة عليه. [ 2 ]

تشمل الأسماء الشائعة الأخرى للهيكل الخارجي القابل للارتداء: الهيكل الخارجي، وتقنية الهيكل الخارجي، والهيكل الخارجي المساعد، والهيكل الخارجي لتعزيز القدرات البشرية. يُستخدم مصطلح "البدلة الخارجية" أحيانًا، ولكنه يشير عادةً إلى مجموعة فرعية من الهياكل الخارجية المصنوعة في الغالب من مواد لينة. [ 3 ] كما يُستخدم مصطلح "الروبوت القابل للارتداء" أحيانًا للإشارة إلى الهيكل الخارجي، وهو يشمل بالفعل مجموعة فرعية منه؛ ومع ذلك، ليست كل الهياكل الخارجية روبوتية بطبيعتها. وبالمثل، يمكن تصنيف بعض الهياكل الخارجية، وليس جميعها، كأجهزة بيونية .

ترتبط الهياكل الخارجية أيضًا بالأجهزة التقويمية (أو أجهزة تقويم العظام ). الأجهزة التقويمية هي أجهزة مثل الدعامات والجبائر التي توفر دعمًا ماديًا لجزء مصاب من الجسم، مثل اليد أو الذراع أو الساق أو القدم. يتداخل تعريف الهيكل الخارجي مع تعريف الجهاز التقويمي جزئيًا، ولكن لا يوجد إجماع رسمي، وهناك بعض الغموض في تصنيف الأجهزة المختلفة. تُعتبر بعض الأجهزة التقويمية، مثل الأجهزة التقويمية الآلية، هياكل خارجية. مع ذلك، لا تُعتبر الأجهزة التقويمية البسيطة، مثل دعامات الظهر أو الجبائر، هياكل خارجية. بالنسبة لبعض الأجهزة التقويمية، يختلف الخبراء في هذا المجال حول ما إذا كانت تُصنف كهياكل خارجية أم لا.

الهياكل الخارجية مرتبطة بالأطراف الاصطناعية، لكنها تختلف عنها . فالأطراف الاصطناعية هي أجهزة تحل محل أجزاء الجسم البيولوجية المفقودة، مثل الذراع أو الساق. في المقابل، تساعد الهياكل الخارجية أو تعزز وظائف أجزاء الجسم البيولوجية الموجودة.

لا تُعتبر الأجهزة أو الملابس القابلة للارتداء التي تُطبّق قوة ضئيلة أو معدومة على جسم المستخدم هياكل خارجية. على سبيل المثال، لا تُصنّف الملابس والملابس الضاغطة ضمن الهياكل الخارجية، وكذلك الساعات أو الأجهزة القابلة للارتداء التي تهتز. ولا تُعتبر الفئات الراسخة والموجودة مسبقًا، كالأحذية، هياكل خارجية بشكل عام؛ ومع ذلك، توجد بعض الحالات غير الواضحة، وقد تُطوّر أجهزة جديدة تشمل فئات متعددة أو يصعب تصنيفها.

الأغراض

يمكن أن تخدم الهياكل الخارجية أغراضًا متنوعة تتعلق بالاستخدامات الطبية أو المهنية أو الترفيهية، وغالبًا ما يتم تصنيفها حسب مجال استخدامها العام.

طبي

أمثلة على الهياكل الخارجية الطبية للأطراف العلوية [ 4 ]

تخدم الهياكل الخارجية الطبية عادةً غرضًا واحدًا أو أكثر، [ 5 ] مثل:

  • للمساعدة في الحركة أو الوضعية لشخص يعاني من إعاقة جسدية أو ضعف في الحركة العصبية
  • إعادة تأهيل شخص بعد إصابة أو اضطراب
أمثلة على الهياكل الخارجية الطبية للأطراف السفلية، سواء كانت أجهزة مربوطة أو غير مربوطة [ 6 ]

صُممت الهياكل الخارجية الطبية لدعم الأشخاص ذوي الإعاقات الجسدية أو العصبية، بما في ذلك السكتة الدماغية، وإصابات الحبل الشوكي، والشلل الدماغي، أو فقدان الأطراف. [ 7 ] يمكن لهذه الهياكل الخارجية أن تستهدف أغراضًا محددة، مثل المساعدة على التوازن، [ 8 ] والمشي، [ 9 ] والوصول، [ 10 ] والإمساك، [ 11 ] والتنسيق، [ 12 ] أو غيرها من الحركات الوظيفية. [ 13 ] [ 14 ] في مجال إعادة التأهيل، قد يُستخدم الهيكل الخارجي مؤقتًا لفترة محدودة من التعافي، وبعدها قد لا يحتاج المريض إليه. [ 9 ] يمكن تصميم هيكل خارجي لإعادة التأهيل لمساعدة الشخص الذي يعاني من ضعف في الحركة، على سبيل المثال، للمساعدة في تثبيت الحركة أو كبح الرعاش. [ 15 ] بدلاً من ذلك، يمكن تصميم هيكل خارجي لمقاومة الحركة لتعزيز التدريب البدني أو للمساعدة في استعادة القوة. [ 16 ] في هذه الحالة، يقاوم الهيكل الخارجي المستخدم على المدى القريب لمساعدته على استعادة قوته أو قدراته على المدى البعيد. في كلتا الحالتين، يمكن استخدام الهياكل الخارجية لتعزيز عملية إعادة التأهيل من خلال زيادة الجرعة العلاجية (مثلاً، عبر زيادة التكرارات أو الصعوبة)، أو تقييد التمارين بحركات محددة، أو تقليل عدد الأخصائيين المطلوبين أو الجهد المبذول من قبلهم لتقديم العلاج، أو توفير تقييم للأداء من خلال أجهزة استشعار مدمجة. ويمكن استخدام الهيكل الخارجي للمساعدة بشكل مزمن أو متقطع أو مؤقت فقط. كما يمكن دمج مساعدة الهيكل الخارجي مع تقنيات أو طرائق أخرى، مثل التحفيز الكهربائي الوظيفي [ 17 ] أو التحفيز الكهربائي فوق الجافية [ 18 ] .

مهني

أمثلة على أنواع مختلفة من الهياكل الخارجية المهنية، توضح (أ) هيكل خارجي ناعم يعمل بالطاقة لليد يستخدمه عامل التصنيع لتخفيف الإجهاد عند الإمساك بالأدوات، (ب) هيكل خارجي ناعم سلبي للظهر يستخدمه عامل المستودع لتقليل مخاطر الإصابة والإرهاق، (ج) هيكل خارجي صلب سلبي للذراع يستخدمه عامل البناء لتقليل إجهاد الكتف والإرهاق أثناء العمل فوق الرأس، و (د) هيكل خارجي صلب يعمل بالطاقة للجذع يستخدمه عامل الرعاية الصحية لدعم وضعية جسمه وتقليل إجهاد الظهر عند نقل المرضى [ 19 ].

طُوّرت الهياكل الخارجية المهنية ووُظّفت في المقام الأول بهدف الحد من الإصابات والإرهاق في مكان العمل. [ 20 ] ومع ذلك، قد تخدم الهياكل الخارجية المهنية أغراضًا متنوعة تتعلق بتحسين سلامة مكان العمل أو العمليات. [ 21 ] ومن أكثر الأغراض شيوعًا ما يلي:

  • لتقليل خطر الإصابة، مثل اضطرابات الجهاز العضلي الهيكلي الناتجة عن الإجهاد المفرط أو الوضعيات المطولة [ 22 ] [ 23 ]
  • لزيادة أداء العامل (مثل الإنتاجية والجودة والقدرة على التحمل) أو الكفاءة التشغيلية [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
  • لتقليل معدل دوران العمالة أو تعزيز توظيف عمال جدد من خلال تحسين رفاهية العمال [ 28 ] [ 29 ]

تُعتبر الهياكل الخارجية العسكرية في كثير من الأحيان فئة فرعية من الهياكل الخارجية المهنية. ويشير مصطلح الهيكل الخارجي العسكري إلى الهياكل الخارجية المستخدمة لدعم أفراد الخدمة العسكرية في أداء مهامهم الوظيفية. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] تتشابه بعض الوظائف العسكرية أو تتطابق مع الوظائف المدنية المكافئة لها. على سبيل المثال، قد يواجه الميكانيكي العسكري أو عامل الإمداد متطلبات بدنية مماثلة لتلك التي يواجهها الميكانيكي المدني أو عامل الإمداد المدني. ومع ذلك، توجد وظائف أخرى خاصة بالخدمة العسكرية، على سبيل المثال، لأفراد طاقم الدبابات أو المدفعية. كما أن المتطلبات البدنية المرتبطة بالدروع الواقية وحمل الأثقال غالباً ما تكون مرتفعة وفريدة من نوعها في الوظائف العسكرية مقارنةً بالوظائف المدنية. لهذه الأسباب، تم تطوير بعض الهياكل الخارجية العسكرية لتلبية متطلبات الوظائف والبيئات والتحديات الخاصة بالجيش. [ 33 ] [ 34 ]

ترفيهي

تُستخدم الهياكل الخارجية الترفيهية لمساعدة الأفراد على ممارسة الأنشطة الترفيهية أو الاستمتاع بها، مثل المشي والتنزه والتزلج والرياضات الأخرى. [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] في هذا السياق، قد يُساعد الهيكل الخارجي الشخص على ممارسة نشاط ترفيهي لفترة أطول، أو بشكل أفضل، أو بجهد وألم وتعب أقل، أو على ممارسة نشاط ترفيهي ما كان ليتمكن من القيام به لولا مساعدة ودعم الهيكل الخارجي. يرتبط أحد الأهداف الشائعة للهياكل الخارجية الترفيهية بالشيخوخة الصحية، [ 38 ] أي تمكين الأفراد مع تقدمهم في السن ومعاناتهم من التدهور البدني الطبيعي من الحفاظ على نشاطهم البدني والمشاركة في الأنشطة التي يستمتعون بها. في بعض الحالات، قد تُصمم الهياكل الخارجية الترفيهية لمقاومة الحركة لزيادة قوة العضلات من خلال جعل الحركة أكثر تحديًا. يُشار أحيانًا إلى الهياكل الخارجية الترفيهية أيضًا باسم الهياكل الخارجية الرياضية أو الهياكل الخارجية الاستهلاكية. مع ذلك، يمكن استخدام بعض الهياكل الخارجية المهنية والطبية في بيئات استهلاكية غير مهنية، مما قد يؤدي إلى تداخل هذه التصنيفات، وقد تندرج بعض الأجهزة ضمن فئات متعددة من الهياكل الخارجية. أما الهياكل الخارجية الترفيهية فهي فئة حديثة نسبياً (مقارنةً بالهياكل الخارجية الطبية والمهنية)، وقد يستمر الغرض منها ونطاق استخدامها في التطور مع مرور الوقت.

آخر

صُممت الهياكل الخارجية لأغراض أخرى أيضًا. فهناك بعض الهياكل الخارجية المصممة أساسًا لأغراض البحث أو التعليم، وتُسمى على التوالي بالهياكل الخارجية البحثية [ 39 ] [ 40 ] والهياكل الخارجية التعليمية [ 41 ] . أما الهياكل الخارجية المُخصصة للمساعدة أو تدريب العضلات في الفضاء، فيمكن تسميتها بالهياكل الخارجية الفضائية [ 42 ] . ورغم تشابهها إلى حد ما مع بعض الهياكل الخارجية الطبية أو المهنية، إلا أنها قد لا تتطابق تمامًا. ففي بعض الحالات، قد يندرج هيكل خارجي مُعين ضمن فئات متعددة. وباعتبارها تقنية ناشئة، فإن فئات الهياكل الخارجية ليست مُحددة بدقة، إذ تُضاف فئات أو فئات فرعية جديدة منها وتُحسّن تدريجيًا مع مرور الوقت.

فئات

مثال على كيفية تصنيف الباحثين للهياكل الخارجية حسب خصائص مختلفة [ 43 ]

إلى جانب تصنيفها بناءً على غرضها العام أو مجال استخدامها، توجد طرق أخرى متنوعة لتصنيف الهياكل الخارجية أو تصنيفها إلى فئات فرعية. توجد هياكل خارجية تدعم أجزاءً مختلفة من الجسم وتؤدي وظائف متعددة، وتختلف هذه الهياكل اختلافًا كبيرًا من حيث الحجم والتصميم والتحكم والتعقيد والتكلفة والبنية والوظيفة وسهولة النقل.

حسب أجزاء الجسم أو المهام

طُوّرت الهياكل الخارجية لدعم مجموعة واسعة من أجزاء الجسم والمهام، [ 43 ] [ 44 ] وغالبًا ما تُصنّف بناءً على ذلك. مع ذلك، وخلافًا للعديد من أفلام هوليوود، فإن الهياكل الخارجية الحقيقية ليست مصممة لأداء كل مهمة أو لدعم كل جزء من أجزاء الجسم. بشكل عام، تُشبه الهياكل الخارجية الأدوات القابلة للارتداء، حيث صُمّم كل منها لخدمة غرض محدد، مثل دعم مجموعة فرعية من أجزاء الجسم أثناء أداء مجموعة فرعية من المهام. وبالتالي، يوجد تنوع كبير في الهياكل الخارجية (الأدوات) لدعم أنواع مختلفة من المهام وأجزاء الجسم لأنواع مختلفة من المستخدمين، وحالات الاستخدام، والبيئات.

توجد هياكل خارجية تدعم واحدًا أو أكثر من أجزاء الجسم التالية: الرقبة، الكتفين، المرفقين، الرسغين، اليدين، الأصابع، الظهر، الوركين، الركبتين، الكاحلين، والقدمين. [ 43 ] [ 44 ] أحيانًا، بدلًا من تحديد أجزاء الجسم، تُستخدم مصطلحات أوسع مثل "الجزء العلوي من الجسم" أو "الجزء السفلي من الجسم" أو "الجسم بالكامل" لوصف الهيكل الخارجي. توجد هياكل خارجية مصممة للمساعدة في مهام أو أنشطة مثل المشي، الجري، القفز، الوقوف، الانتقال من وضعية الجلوس إلى الوقوف، صعود/نزول السلالم، الانحناء، الرفع، الركوع، حمل الأدوات، التعامل مع الأشياء، الحفاظ على وضعية الجسم، العمل فوق الرأس، الحمل، الإمساك، التوازن، الرمي، والتزلج. هذه القائمة ليست شاملة، ويجري تطوير هياكل خارجية جديدة باستمرار لدعم تطبيقات جديدة.

حسب الهيكل

مثال على الهيكل الخارجي المرن والهيكل الخارجي الصلب، مع مخططات القوى الميكانيكية الحيوية التي توضح كيفية عمل كل نوع من الأجهزة لتقليل الحمل على ظهر المستخدم [ 3 ].

يشير مصطلح "البنية" إلى ما إذا كان الهيكل الخارجي أكثر صلابة (أي صلب) أو أكثر ليونة (أي مرن). [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] تُعرف الهياكل الخارجية ذات الإطارات الصلبة أو المكونة أساسًا من هياكل صلبة (مثل المعدن أو البلاستيك) عمومًا بالهياكل الخارجية الصلبة أو الهياكل الخارجية التقليدية. أما الهياكل الخارجية المصنوعة أساسًا من هياكل لينة (مثل المنسوجات أو المطاط الصناعي) فتُعرف عمومًا بالهياكل الخارجية اللينة، وتُسمى أيضًا بالبدلات الخارجية أو الهياكل الخارجية ذات الغلاف اللين. [ 49 ] وقد ظهرت البدلات الخارجية اللينة كإحدى الطرق لمحاولة التغلب على بعض التحديات العملية المرتبطة بالهياكل الخارجية الصلبة، والتي قد تكون مرهقة أو تسبب عدم الراحة أو تعيق حرية الحركة. [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] يُستخدم مصطلح "هجين" (صلب-لين) أحيانًا للأجهزة التي تحتوي على أجزاء كبيرة تتكون أساسًا من هياكل صلبة، وأجزاء كبيرة منفصلة تتكون أساسًا من هياكل لينة. [ 53 ] ومع ذلك، يُستخدم مصطلح "هجين" عادةً باعتدال، لأنه في الواقع، تتكون جميع الهياكل الخارجية من مكونات صلبة ولينة. ولكن، لتبسيط الأمر وتسهيل التواصل، من الشائع تصنيف الهياكل الخارجية إلى فئتين هيكليتين: صلبة أو لينة. وهذه تصنيفات شائعة الاستخدام، وليست مُعرَّفة رسميًا.

حسب الوظيفة (التشغيل)

تشير الوظيفة (أو نوع التشغيل) إلى كيفية توليد الهيكل الخارجي للقوة الميكانيكية التي يؤثر بها على المستخدم. وبينما تُساعد جميع الهياكل الخارجية في حركة الإنسان أو تُعززها، فإنها تُحقق ذلك بطرق مختلفة، على غرار كيفية قيام المحركات الكهربائية ومحركات البنزين بدفع السيارة، لكنها تعمل (تُشغل) بشكل مختلف. ويمكن تشغيل الهياكل الخارجية بوسائل تعمل بالطاقة أو بوسائل غير كهربائية. [ 54 ]

تُعرف الهياكل الخارجية التي تولد قوى مساعدة باستخدام محرك كهربائي أو مشغلات أخرى تعمل بالطاقة (مثل المشغلات الهيدروليكية، والمشغلات الهوائية، والمحركات) عمومًا باسم الهياكل الخارجية المُزوَّدة بالطاقة، وتُسمى أيضًا الهياكل الخارجية النشطة أو الهياكل الخارجية المُزوَّدة بمحرك. أما الهياكل الخارجية التي تولد قوى مساعدة باستخدام نابض أو مادة مرنة أو مخمد أو آلية أخرى غير مُزوَّدة بالطاقة، فتُعرف عمومًا باسم الهياكل الخارجية السلبية، وتُسمى أيضًا الهياكل الخارجية المرنة أو الهياكل الخارجية غير المُزوَّدة بالطاقة. 

لكل نوع من الهياكل الخارجية مزايا وعيوب مختلفة. توفر الهياكل الخارجية المزودة بالطاقة نطاقًا أوسع من أنماط المساعدة يتجاوز السلوكيات الشبيهة بالزنبرك، [ 55 ] وهو ما قد يكون مفيدًا بشكل خاص لفئات معينة مثل المصابين بالشلل ، [ 56 ] ولبعض المهام مثل الدفع في اتجاه واحد. [ 33 ] مع ذلك، تتميز الهياكل الخارجية المزودة بالطاقة بعمر بطارية محدود، كما أنها تميل إلى أن تكون أثقل وزنًا وأكثر تكلفة، وتوفر مساعدة متأخرة نظرًا للتحديات المرتبطة بالتحكم والتعرف على النوايا. [ 57 ] [ 58 ] أما الهياكل الخارجية غير المزودة بالطاقة، فتميل إلى أن تكون أخف وزنًا وأقل تكلفة وأقل تقييدًا للحركة، ولا تتطلب إعادة شحن أو تزويد بالوقود؛ إلا أنها لا توفر سوى مجموعة فرعية من أنماط المساعدة القائمة على تخزين الطاقة المرنة وإعادتها.

يُستخدم مصطلح "شبه سلبي" أحيانًا للإشارة إلى هيكل خارجي سلبي مزود بنابض أو عنصر مرن يتم التحكم فيه بواسطة قابض، مما يسمح للهيكل الخارجي بتعديل مستويات المساعدة، أو تشغيل أو إيقاف مساعدة النابض، أو ضبط نقطة ضبط النابض. [ 59 ] يعتبر البعض الهياكل الخارجية شبه السلبية فئة فرعية من الهياكل الخارجية السلبية، بينما ينظر إليها آخرون كفئة مستقلة إلى جانب الهياكل السلبية والكهربائية. وهذا يوضح سبب وجوب اعتبار الوظيفة سلسلة متصلة، ولكن لأغراض التبسيط والتواصل، يُستخدم غالبًا عدد محدود من الفئات الوظيفية. 

يُستخدم مصطلح "هجين" (مُشغَّل-سلبي) أحيانًا للإشارة إلى الأجهزة التي تحتوي على مجموعة فرعية من المفاصل المُشغَّلة ومجموعة فرعية أخرى من المفاصل المرنة. [ 60 ] وقد يُشير مصطلح "هجين" أيضًا إلى الأجهزة التي تستخدم التشغيل المُشغَّل لحركات مُحدَّدة (مثل أداء شغل ميكانيكي إيجابي) وآليات سلبية لحركات أخرى (مثل امتصاص شغل سلبي)، على غرار الكبح التجديدي في السيارات. وبغض النظر عن استراتيجية التشغيل المُحدَّدة، فإن جميع أنواع الهياكل الخارجية، من الناحية البيوميكانيكية، تعمل بطريقة مُتشابهة من خلال توليد قوة ميكانيكية أو عزم دوران على جسم المستخدم بطريقة تُقلِّل من الحمل الميكانيكي والمتطلبات البدنية على الجهاز العضلي الهيكلي للمستخدم.

بفضل سهولة الحمل

تشير قابلية النقل إلى ما إذا كان الهيكل الخارجي مُثبّتًا في البيئة بحيث يقتصر استخدامه على مساحة محدودة، أو ما إذا كان قابلًا للنقل والتحريك بشكل كامل. تُعرف الهياكل الخارجية التي يمكن ارتداؤها وحملها إلى أي مكان بالهياكل الخارجية المحمولة، أو ما يُسمى أيضًا بالهياكل غير المقيدة أو المستقلة. [ 61 ] أما الهياكل الخارجية المُثبّتة في البيئة فتُعرف بالهياكل الخارجية المقيدة أو الثابتة. [ 61 ] على سبيل المثال، قد يكون مُشغّل الهيكل الخارجي المقيد أو مصدر طاقته موجودًا خارج الهيكل، كأن يكون موضوعًا على الأرض. أو قد يوفر الربط المقيد مزيدًا من الثبات. تُعد الهياكل الخارجية المقيدة شائعة، على سبيل المثال، في تصميم الهياكل الخارجية الطبية المُخصصة للاستخدام في العيادات أو المستشفيات، ويمكن استخدامها مع دواسات آلية أو جهاز مشي. [ 62 ] [ 63 ] إن قابلية النقل هي سلسلة متصلة، على سبيل المثال، قد يحتوي الهيكل الخارجي المربوط على مكونات موجودة على عربة متحركة بحيث يكون قابلاً للنقل جزئيًا ولكن ليس كليًا.

عن طريق التصميم والتحكم

يمكن تصنيف الهياكل الخارجية أيضًا وفقًا لجوانب تقنية متنوعة. على سبيل المثال، تُصنف الهياكل الخارجية حسب مستوى المساعدة التي توفرها. فبعضها مصمم لتقديم مساعدة طفيفة، بينما يوفر البعض الآخر مساعدة متوسطة أو كبيرة أو كاملة لحركة أو مهمة معينة. ويُعد الهيكل الخارجي ذاتي التوازن [ 64 ] الذي يُحرك أطراف الشخص المصاب بالشلل مثالًا على جهاز قد يوفر مساعدة كاملة. مثال آخر هو تصنيف الهياكل الخارجية حسب نوع مدخلات التحكم، على سبيل المثال، بناءً على الإدخال اليدوي (مثلًا، عبر مفتاح أو عصا تحكم أو جهاز لوحي)، أو الإدخال الصوتي، أو التحكم في نشاط العضلات، أو استشعار القوة، أو استشعار الحركة. [ 65 ] ومثال ثالث هو تصنيف الهياكل الخارجية حسب نوع استراتيجية التحكم. فقد تعتمد وحدات التحكم في الهياكل الخارجية المُزودة بالطاقة على التحكم في عزم الدوران، أو التحكم في الموضع، أو التحكم في المعاوقة، أو غيرها من أساليب التحكم الهندسية. [ 66 ]

بخصائص أخرى

يمكن تصنيف الهياكل الخارجية أيضًا وفقًا لخصائص أخرى. على سبيل المثال، يمكن تصنيفها حسب تكلفتها. [ 67 ] من المفاهيم الخاطئة الشائعة حول الهياكل الخارجية أنها باهظة الثمن، ولكن في الواقع، تتفاوت أسعارها بشكل كبير [ 67 ] نظرًا للاختلاف الهائل في حجمها وتعقيدها وأغراضها. تتراوح أسعار الهياكل الخارجية عادةً من مئات الدولارات إلى مئات الآلاف منها. مثال آخر هو إمكانية تصنيفها جغرافيًا، من حيث توفرها أو مكان تصنيعها. [ 44 ] يختلف توفر الهياكل الخارجية باختلاف المناطق، تمامًا مثل السيارات، حيث قد لا يتوفر نفس الطراز أو العلامة التجارية في جميع أنحاء العالم. تؤثر الموافقات التنظيمية وشبكات التوزيع وطلب السوق على أنواع الهياكل الخارجية المتاحة في مختلف المناطق. هناك العديد من الطرق الأخرى لتصنيف الهياكل الخارجية، مثل التصنيف حسب الوزن، أو مقدار التنميط، أو المناطق المختلفة من جسم المستخدم التي يغطيها الهيكل الخارجي.

قيود التصنيف

من الأخطاء الشائعة عند تصنيف الهياكل الخارجية افتراض أن نوعًا أو مجموعة فرعية من خصائصها أفضل أو أسوأ بطبيعتها من غيرها. مع ذلك، توجد مزايا وقيود ومفاضلات مرتبطة بكل خاصية من هذه الخصائص. [ 21 ] [ 19 ] إن معرفة خصائص الجهاز وحدها لا تكفي لتحديد ما إذا كان الهيكل الخارجي أكثر مساعدة أو راحة أو فعالية من غيره. تعتمد فعالية وملاءمة هيكل خارجي معين على جوانب عديدة من التصميم، بالإضافة إلى المستخدم وحالة الاستخدام . [ 29 ] [ 68 ] [ 69 ] توجد حالات استخدام وسيناريوهات تكون فيها أنواع معينة من الخصائص مرغوبة أكثر أو أقل. ولتوضيح الأمر، توجد هياكل خارجية قادرة على تحسين الحركة أو المساعدة فيها بفعالية عبر نطاقات واسعة من الهياكل (من الصلبة إلى المرنة)، والوظائف (من ذاتية التشغيل إلى غير ذاتية التشغيل)، ومستويات قابلية النقل (من المحمولة إلى المقيدة)، وغيرها من الخصائص.

تحديات التصميم واعتبارات التنفيذ

يتطلب تصميم الهياكل الخارجية خبرات ووجهات نظر متعددة التخصصات، تشمل الهندسة (للأجزاء الميكانيكية والتحكم)، وتصميم الملابس (للأقمشة الناعمة والراحة)، والعوامل البشرية (للسلامة وبيئة العمل)، وعلم النفس (للجماليات وقبول المستخدم). [ 19 ] ولأن الهياكل الخارجية قابلة للارتداء، وبالتالي لا يمكن أن تكون ثقيلة أو ضخمة أو مقيدة للحركة، فهناك العديد من المفاضلات والاعتبارات التي يجب موازنتها في عملية التصميم. وبالمثل، يتطلب النشر الناجح للهياكل الخارجية تطبيقًا مناسبًا، بما في ذلك ملاءمة الجهاز والتدريب والصيانة. عندما تنشر المؤسسات الهياكل الخارجية على نطاق واسع، هناك جوانب إضافية للتنفيذ يجب توقعها والتخطيط لها، تتعلق بمواءمة المهام، وملاءمة القوى العاملة المتنوعة، والتواصل مع أصحاب المصلحة، والدعم المستمر، والإشراف، والتخزين، والتنظيف، والاستبدال، وإدارة التغيير. يمكن أن تؤدي أوجه القصور في تصميم أو سهولة استخدام أو تنفيذ الأجهزة القابلة للارتداء (بما في ذلك الهياكل الخارجية) إلى رفض المستخدم أو التخلي عن التكنولوجيا.

فيما يلي ملخص لبعض الاعتبارات والتحديات الشائعة التي يواجهها مطورو ومنفذو الهياكل الخارجية. هذه المواضيع هي أمثلة توضيحية وليست شاملة.

راحة

على الرغم من أن الهياكل الخارجية تُعرَّف بقدرتها على المساعدة في الحركة أو الوضعية، إلا أن أحد أهم عوامل استخدامها واعتمادها هو توفير الراحة الكافية. تُبرز الأدلة المتضافرة من الدراسات البحثية الأكاديمية والدراسات الميدانية الصناعية أهمية الراحة الجسدية [ 70 ] [ 71 ] [ 52 ] ، والراحة الحرارية [ 72 ] [ 73 ] ، والراحة النفسية [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ] . قد يكون الهيكل الخارجي الذي يُطبِّق قوىً كبيرة على المستخدم، أو يُسبِّب احتكاكًا، أو يُشكِّل نقاط ضغط، غير مريح. أحد أسباب عدم الراحة الجسدية هو عدم ملاءمة حجم الهيكل الخارجي، أو عدم تصميمه ليناسب مستخدمًا معينًا أو نطاقًا واسعًا من أحجام وأشكال أجسام المستخدمين. كما أن الهيكل الخارجي الذي يحبس الكثير من الحرارة، أو يمنع تدفق الهواء الكافي، أو يُعيق تبخر العرق، قد يُسبِّب أيضًا عدم راحة حرارية. إذا كان شخص واحد فقط (أو عدد قليل جدًا من الأشخاص) يرتدي هيكلًا خارجيًا، فقد يُسبب ذلك في بعض الحالات قلقًا اجتماعيًا أو انزعاجًا نفسيًا. كما يُمكن أن يُساهم الضجيج الناتج عن الهيكل الخارجي في زيادة هذا الانزعاج في بعض البيئات. أي من هذه المشكلات المتعلقة بالراحة أو الملاءمة قد تؤدي إلى رفض المستخدمين للهيكل الخارجي أو التخلي عنه. لهذا السبب، أصبحت راحة الهيكل الخارجي وملاءمته من الأولويات القصوى في تصميمه، وكذلك عند استخدامه في المجتمع والحياة اليومية. بالنسبة للهياكل الخارجية المهنية والطبية على وجه الخصوص، أصبحت برامج التنفيذ التي تتضمن التدريب المناسب، والملاءمة، وفحوصات الراحة جزءًا أساسيًا من تحقيق قبول المستخدمين واعتمادهم الناجح على المدى الطويل.

ملائم

يجب تصميم الهياكل الخارجية لتناسب نطاقًا واسعًا من الأحجام الجسدية، بما يلائم مختلف الرجال والنساء من حيث الطول والوزن والشكل. يكتسب هذا الأمر أهمية خاصة بالنظر إلى تاريخ معدات الحماية الشخصية، حيث لم تُصمم هذه المعدات في كثير من الأحيان لتناسب النساء بنفس كفاءة ملاءمتها للرجال. [ 77 ] [ 78 ] يُقسم التوافق الجسدي أحيانًا إلى توافق ثابت وتوافق ديناميكي. [ 79 ] يشير التوافق الثابت إلى مدى تطابق الخصائص الأنثروبومترية للإنسان مع الهيكل الخارجي. [ 79 ] أما التوافق الديناميكي فيشير إلى مدى سلاسة حركة الإنسان والهيكل الخارجي وتفاعلهما مع بعضهما البعض، مع التركيز على المحاذاة والتنسيق النسبيين بينهما. [ 79 ] قد يكون الهيكل الخارجي مريحًا أثناء الوقوف الثابت، ولكن إذا كان يُقيّد الحركة أو يُعيقها بسبب تصميمه أو آلية التحكم فيه، فإنه يُعتبر ذا توافق ديناميكي ضعيف. قد يكون التوافق المعرفي مهمًا أيضًا، حيث يشير إلى قدرة المستخدم على الحفاظ على القدرات المعرفية الأساسية (مثل معالجة المعلومات البشرية، والوظائف التنفيذية، واختيار الحركات) أثناء ارتداء الهيكل الخارجي. [ 79 ] وقد تكون هناك اعتبارات أخرى للتوافق، مثل التوافق النفسي الاجتماعي، والذي يشير إلى ما إذا كان الشخص مرتاحًا لظهوره وهو يرتدي الهيكل الخارجي في بيئته اليومية أو بيئة عمله.

الطاقة والتشغيل

بالنسبة للهياكل الخارجية الآلية غير المتصلة بكابلات، يُعدّ حجم ووزن ونوع مصدر الطاقة والمحركات من الاعتبارات المهمة. فعلى سبيل المثال، توفر حزم البطاريات الكبيرة طاقة كهربائية أكبر، لكنها ثقيلة وكبيرة الحجم. أما حزم البطاريات الأصغر حجمًا فهي أخف وزنًا، لكنها تتطلب استبدالًا أو إعادة شحن متكررة. [ 80 ] كما قد تتعرض البطاريات لخطر الانفجار نتيجة للهروب الحراري ، [ 81 ] لذا يجب النظر في مصادر طاقة أخرى عند تصميم الهياكل الخارجية. توفر محركات الاحتراق الداخلي طاقة عالية، لكن من مشاكلها انبعاثات العادم، والحرارة المهدرة ، وعدم القدرة على تعديل الطاقة بسلاسة، [ 82 ] بالإضافة إلى الحاجة الدورية لتجديد الوقود المتطاير . وقد استُخدمت خلايا الهيدروجين في بعض نماذج الهياكل الخارجية الأولية، [ 83 ] لكنها تعاني أيضًا من عدة مشاكل تتعلق بالسلامة. [ 84 ] كما تواجه المحركات تحديات تتمثل في الجمع بين خفة الوزن والقوة. يؤثر اختيار المشغل الذي يعمل بالطاقة (مثل المحرك المؤازر، الهيدروليكي، الهوائي) أيضًا على حجم ووزن تصميم الهيكل الخارجي، وكفاءة النقل الميكانيكي، ومصدر الطاقة، والضوضاء السمعية التي يصدرها الهيكل الخارجي.

يتحكم

يُعدّ التحكم في الهياكل الخارجية لتتحرك بالتنسيق مع المستخدم البشري مهمةً بالغة الصعوبة، ولا تزال تُعتبر تحديًا كبيرًا في مجال الهياكل الخارجية. [ 85 ] يتضمن التحكم في الهياكل الخارجية أجهزة استشعار وخوارزميات ومحركات تعمل معًا لفهم نية مرتدي الهيكل الخارجي، ثم الاستجابة لمساعدة حركته أو الابتعاد لتجنب إعاقتها. وقد تم استكشاف العديد من مناهج التحكم المختلفة. على سبيل المثال، طُوّرت خوارزميات التحكم في الهياكل الخارجية بناءً على أنظمة التحكم القائمة على الحالة أو باستخدام خوارزميات تحكم ذكية أخرى، غالبًا ما تعتمد على الذكاء الاصطناعي أو التعلّم الآلي أو التعلّم العميق . [ 86 ] غالبًا ما يكون الهدف من الهياكل الخارجية هو التكيف مع مشية المستخدم ووضعيته وحركته وبيئته أو تضاريسه. تُحلل هذه الخوارزميات بيانات أجهزة الاستشعار وتهدف إلى تعديل مساعدة الهيكل الخارجي في الوقت الفعلي. مع ذلك، لا يزال من الصعب تصميم هياكل خارجية تتحرك بتناغم مع مرتديها بطريقة مفيدة وآمنة، لا تعيق الحركة، ولا ترتكب أخطاءً كثيرة، وتستجيب بسرعة وسلاسة كافية لتجنب إزعاج (أو تعريض) الشخص الذي يرتدي الجهاز للخطر. [ 66 ] [ 19 ] [ 87 ] [ 88 ] [ 89 ] يجب مراعاة عوامل تصميم الهياكل الخارجية وتجربة المستخدم المختلفة عند اختيار مكونات نظام التحكم ودمجها، وتطوير خوارزميات التحكم.

مواد

يُعدّ اختيار المواد تحديًا في تصميم الهياكل الخارجية، إذ يهدف التصميم عمومًا إلى جعل هذه الأجهزة القابلة للارتداء قوية ومتينة، وفي الوقت نفسه خفيفة الوزن، واقتصادية، وآمنة للاستخدام البشري في مختلف البيئات. وقد ركّز الباحثون على تطوير مواد متقدمة تُحقق التوازن بين المرونة والمتانة والقوة . وتمّ استكشاف مواد ذكية ، بما في ذلك سبائك الذاكرة الشكلية ، والبوليمرات المرنة ، والمركبات خفيفة الوزن، لإنتاج مكونات ناعمة للهياكل الخارجية. ويُعدّ اختيار المواد المناسبة ودمجها أمرًا بالغ الأهمية لتمكين الهيكل الخارجي من التكيف مع جسم المستخدم، وتحقيق ملاءمة مريحة مع توفير الدعم والمساعدة اللازمين. [ 90 ]

اعتبارات أخرى

يجب مراعاة عوامل أخرى عديدة عند تصميم الهياكل الخارجية، مثل الجماليات، والتكلفة، والسلامة، والعملية، وسهولة الاستخدام، والوزن، والحجم، وحرية الحركة، والمتانة، وسهولة التصنيع، والتنظيف، والصيانة، والتدريب، وقابلية التوسع، وتصورات المستخدمين المسبقة، والعوامل المالية. في نهاية المطاف، يواجه مصممو الهياكل الخارجية تحديًا يتمثل في الموازنة بين عشرات العوامل والمفاضلات المختلفة في محاولة لتطوير تقنية قابلة للارتداء تتسم بالفعالية والمقبولية والقابلية للتطبيق لدى فئة محددة من المستخدمين.

تصويرات خيالية

ظهرت الهياكل الخارجية في العديد من الأفلام والمسلسلات التلفزيونية وكتب الخيال العلمي والقصص المصورة. مع ذلك، تختلف معظم الهياكل الخارجية في الواقع اختلافًا جذريًا عن الصور والتصورات الشائعة في الثقافة الشعبية. يُنسب أحيانًا إلى رواية الخيال العلمي " ستارشيب تروبرز" لروبرت أ. هاينلاين (1959) الفضل في تقديم مفهوم الدروع العسكرية المستقبلية. ومن الأمثلة الأخرى على الهياكل الخارجية الخيالية: بدلة الرجل الحديدي لتوني ستارك ، والهيكل الخارجي الآلي الذي استخدمته إيلين ريبلي لمحاربة ملكة الزينومورف في فيلم "فضائيون" ، وفي لعبة "وار هامر 40000" ، من المعروف أن جنود الفضاء ، من بين فصائل أخرى، يستخدمون أنواعًا مختلفة من دروع القوة، [ 91 ] ودروع القوة المستخدمة في سلسلة ألعاب الفيديو "فول أوت " ، والهيكل الخارجي من لعبة "ستالكر". [ 92 ] [ 93 ] [ 94 ] في بعض الحالات، شكلت هذه التصورات مصدر إلهام لمصممي ومخترعي الهياكل الخارجية. مع ذلك، أدت تصويرات الثقافة الشعبية إلى قدر كبير من الارتباك والخرافات والتوقعات المبالغ فيها لدى الجمهور، إذ يربط الكثيرون الهياكل الخارجية بالأجهزة الخيالية التي يصادفونها في الثقافة الشعبية، وقد لا يكونوا قد شاهدوا أو تعرّفوا على هياكل خارجية حقيقية. تجدون قائمة بهذه المراجع الثقافية الشعبية في مقال منفصل بعنوان " قائمة الأفلام التي تتضمن هياكل خارجية آلية" .

التاريخ حسب القرن

أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين

طُوّرت أجهزة قابلة للارتداء تُطابق التعريف الحديث للهيكل الخارجي في منتصف القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. مع ذلك، لم يكن مصطلح "الهيكل الخارجي" شائعًا آنذاك، ولم تكن فئة الهياكل الخارجية مُحدّدة بدقة. لذا، أُطلقت على العديد من الأجهزة السابقة الشبيهة بالهياكل الخارجية أسماء مثل الدعامات، والمساند، وعدادات الخطى، وغيرها. وشملت هذه الأجهزة أدوات للمساعدة في تحسين وضعية الجسم، والحركة (كالمشي، والجري، والقفز)، والعمل البدني (كالانحناء، والرفع، والجلوس، والتجريف، واستخدام الأدوات)، وأجزاء مختلفة من الجسم (كالساقين، والظهر، والذراعين). تنوعت هذه الأجهزة المبكرة الشبيهة بالهياكل الخارجية في بنيتها ووظائفها، بما في ذلك الهياكل الخارجية الصلبة واللينة، والهياكل الخارجية السلبية (المرنة) والهياكل الخارجية النشطة (المُزوّدة بالطاقة). مع ذلك، تشير السجلات التاريخية المحدودة إلى أن معظم هذه الأجهزة كانت نماذج أولية أو مفاهيم، ولم يُسوّق معظمها تجاريًا، ولم يحقق أي منها انتشارًا واسعًا.

طُوِّرت أجهزةٌ متنوعةٌ تُشبه الهياكل الخارجية بين منتصف القرن التاسع عشر وثلاثينيات القرن العشرين للمساعدة في وضعيات الانحناء المطوّلة وغيرها من مهام العمل الزراعي الشائعة. وشملت هذه الأجهزة هياكل خارجية صلبة [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ] وأخرى مرنة تُشبه البدلات الخارجية [ 98 ] [ 99 ] . بعض هذه الأجهزة كانت تُرتدى بالكامل على الجسم، وتعمل من خلال توفير قوى وعزوم مساعدة بالتوازي مع عضلات المستخدم، بينما ساعدت أجهزة أخرى بنقل القوى إلى الأرض، على سبيل المثال، أثناء الجلوس [ 100 ] أو الانحناء [ 101 ] . كما وُجدت أيضًا مجموعة متنوعة من الأجهزة التي تُشبه الهياكل الخارجية لحمل الأدوات، مثل البنادق [ 102 ] وقصبات الصيد [ 103 ] والمظلات [ 104 ] [ 105 ] .

خلال الفترة نفسها، ظهرت أيضًا أجهزة شبيهة بالهياكل الخارجية مصممة لتسهيل المشي والجري والأنشطة الحركية الأخرى. شملت هذه الأجهزة أجهزة صلبة وأخرى لينة، بالإضافة إلى أجهزة سلبية (مرنة) وأخرى تعمل بالطاقة (نشطة). من الأمثلة المبكرة على الأجهزة السلبية الصلبة الشبيهة بالهياكل الخارجية، جهاز طوره المهندس الروسي نيكولاس ياغين حوالي عام 1890. [ 106 ] يتكون هذا الجهاز من نوابض مقوسة موصولة بين خصر المستخدم وقدميه، وكان الهدف منه استخدام تخزين الطاقة المرنة وإعادتها للمساعدة في المشي أو الجري أو القفز. [ 106 ] طور ياغين العديد من الاختراعات الأخرى ذات الصلة. [ 107 ] [ 108 ] [ 109 ] ومن الأمثلة المبكرة على الأجهزة اللينة الشبيهة بالهياكل الخارجية التي تعمل بالطاقة، جهاز طوره المخترع الأمريكي ليزلي كيلي حوالي عام 1917 لتعزيز الجري. [ 110 ] يتألف هذا الجهاز من محرك بخاري محمول على ظهره (محرك يعمل بالطاقة)، ​​يساعد المستخدم من خلال التحكم في الطاقة الميكانيكية ونقلها إلى أسلاك (أربطة اصطناعية) تمتد بالتوازي مع عضلات المستخدم. وقد طُوّرت أجهزة أخرى متنوعة شبيهة بالهياكل الخارجية لتسهيل الحركة [ 111 ] أو لمساعدة الأشخاص ذوي الإعاقات الجسدية. [ 112 ] [ 113 ]

منتصف القرن العشرين

رسم تخطيطي لنموذج هارديمان 1، الذي تم بناؤه ولكن لم يستخدمه البشر قط بسبب حركته "العنيفة وغير القابلة للسيطرة".

استمر تطوير الأجهزة الشبيهة بالهياكل الخارجية طوال منتصف القرن العشرين. وشكّلت هذه الفترة مرحلة استكشاف لإمكانيات وتحديات التقنيات المساعدة القابلة للارتداء لأغراض تعزيز القدرات البشرية وإعادة التأهيل. كما شهدت هذه الفترة ظهور إحدى قصص النجاح الأولى في مجال الهياكل الخارجية، والمتمثلة في مثبتات الكاميرا القابلة للارتداء. مع ذلك، كان هذا حلاً متخصصاً، ولم يكن هناك سوق أوسع للهياكل الخارجية آنذاك، لذا تطورت هذه التقنية ونضجت بشكل كبير كفئة مستقلة. وحتى اليوم، تُعتبر مثبتات الكاميرا عموماً فئة مستقلة ولا تُصنّف ضمن الهياكل الخارجية، على الرغم من استيفائها للتعريف.

في عام 1951، بدأ مختبر أبحاث المقذوفات التابع للجيش الأمريكي (BRL) دراسةً حول الهياكل الخارجية الآلية لمساعدة الجنود، وبحلول عام 1963، نشر الباحث س. زارودني من المختبر تقريرًا [ 114 ] اقترح فيه تصميمًا لهيكل خارجي آلي وتقييمًا لنموذج أولي يعمل بالهواء المضغوط. ورغم أن المشروع لم يُستكمل، فقد حلل التقرير بشكل منهجي التحديات الهندسية التي تواجه ابتكار جهاز هيكل خارجي لتحسين الأداء البشري. [ 115 ]

في ستينيات القرن العشرين، اكتسب هيكل خارجي آخر يُدعى " هارديمان" شهرة واسعة بفضل تطوره، على الرغم من أنه لم يُطرح تجاريًا. وقد طُوّر هذا الهيكل بالتعاون بين شركة جنرال إلكتريك والقوات المسلحة الأمريكية . كان يعمل بنظام هيدروليكي وكهربائي، ويُضخّم قوة مرتديه بمقدار 25 ضعفًا، بحيث يُصبح رفع 110 كيلوغرامات (240  رطلًا) أشبه برفع 4.5 كيلوغرامات (10  أرطال). ومكّنت خاصية تُسمى "التغذية الراجعة للقوة" مرتديه من الشعور بالقوى والأجسام التي يُحرّكها. مع ذلك، كان لـ"هارديمان" قيود كبيرة، منها  وزنه البالغ 680 كيلوغرامًا (1500 رطل). [ 116 ] صُمّم "هارديمان" كنظام رئيسي-تابع يتكون من مجموعة من الهياكل الخارجية المتداخلة: يتبع الجهاز التابع (الهيكل الخارجي) حركات الجهاز الرئيسي (الهيكل الداخلي)، الذي يتبع بدوره حركة المستخدم البشري. [ 117 ] كان زمن استجابة بدلة العبد بطيئًا، وتسببت مشاكل التحكم في "حركة عنيفة وغير قابلة للسيطرة من قِبل الآلة" عند تحريك الساقين معًا. كما أن سرعة مشي هارديمان البطيئة التي بلغت 0.76 متر في الثانية (2.5  قدم/ثانية) حدّت من استخداماته العملية. [ 118 ]

خلال هذه الفترة، جرى تطوير العديد من الهياكل الخارجية الأخرى [ 119 ] ، والتي تباينت بشكل كبير في تصميمها وخصائصها؛ إلا أن معظمها كان لأغراض البحث والتوضيح. كما جرى استكشاف تطوير واستخدام الهياكل الخارجية للفئات السريرية. فعلى سبيل المثال، في سبعينيات القرن الماضي، طوّر فريق بقيادة البروفيسور ميومير فوكوبراتوفيتش في يوغوسلافيا أجهزة تعمل بالهواء المضغوط وتُتحكم إلكترونيًا للأطراف السفلية للمساعدة في إعادة تأهيل الأشخاص المصابين بالشلل.

في سبعينيات القرن الماضي، طُوّرت وانتشرت مثبتات الكاميرا القابلة للارتداء . ويمكن اعتبارها نوعًا من الهياكل الخارجية الداعمة للأدوات. تعمل هذه المثبتات ميكانيكيًا حيويًا عن طريق إعادة توجيه جزء من وزن الكاميرا أو كله إلى جذع المستخدم أو خصره. هذا المسار لتوزيع الوزن يتجاوز، وبالتالي يقلل الضغط على عضلات وأذرع المستخدم. تُعدّ مثبتات الكاميرا القابلة للارتداء من أوائل الأجهزة الشبيهة بالهياكل الخارجية التي لاقت رواجًا واسعًا في المجتمع وفي قطاع صناعي محدد.

أواخر القرن العشرين

استمر تطوير الهياكل الخارجية في ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، حيث طُوّرت أجهزة متنوعة ووُضعت مفاهيم مستقبلية. إلا أن معظم هذه الهياكل لم تكن منتجات تجارية، بل كانت نماذج أولية تجريبية قيد التطوير. وشكّلت الهياكل الخارجية الصلبة والمزودة بمحركات محورًا رئيسيًا خلال هذه الفترة، إلى جانب استكشاف القدرات الروبوتية والتحكمية المتقدمة. وفيما يلي ملخص لبعض الهياكل الخارجية البارزة والممثلة لهذه الفترة.

في ثمانينيات القرن الماضي، اقترح مهندسو مختبر لوس ألاموس الوطني هيكلاً خارجياً متطوراً يُدعى "بيتمان"، وهو عبارة عن بدلة هيكل خارجي آلية مُصممة خصيصاً لجنود المشاة. تضمن التصميم أجهزة استشعار لمسح الدماغ في الخوذة، إلا أنه اعتُبر معقداً للغاية وغير عملي، ولم يُبنَ قط. ومن الهياكل الخارجية الأخرى التي ظهرت في ثمانينيات القرن الماضي "لايف سوت" [ 120 ] ، وهو جهاز تأهيل آلي لمساعدة المصابين بالشلل على أداء تمارين علاجية تهدف إلى مساعدتهم على استعادة قدرتهم على الحركة وتعلم المشي. بُنيت عشرات النماذج الأولية من "لايف سوت" على مدى عقود، مما يُبرز الطبيعة التكرارية والتطورية لتكنولوجيا الهياكل الخارجية خلال تلك الفترة. كان "لايف سوت" في البداية مُقيداً، ثم طُوّر لاحقاً ليصبح هيكلاً خارجياً محمولاً، استخدمه مخترعه (وهو شخص مصاب بالشلل) للمشي في سباقات الطرق العامة. ومع ذلك، روى المخترع أيضاً أنه أُصيب (بجرح) بأحد النماذج الأولية أثناء تجربة مشي. [ 120 ] يسلط هذا الحادث الضوء على أهمية السلامة، والتي كانت محورًا رئيسيًا لتصميم الهياكل الخارجية واختبارات التحقق من صحتها على مدى العقود التالية.

تاريخ موجز وجزئي للهياكل الخارجية الروبوتية (التي تعمل بالطاقة) للأطراف السفلية [ 121 ] [ 122 ]

تم ابتكار وتطوير العديد من الهياكل الخارجية الأخرى خلال هذه الحقبة، [ 123 ] مستفيدةً من التقدم التكنولوجي آنذاك للنهوض بالجوانب الهندسية والتقنية لهذه الهياكل. مع ذلك، كان الاستخدام الفعلي والواسع النطاق للهياكل الخارجية لا يزال بعيد المنال لعقود عند مطلع القرن. لم تكن العديد من التحديات المتعلقة بتجربة المستخدم وسهولة الاستخدام والراحة والتطبيق العملي من الأولويات آنذاك، ولم تُعالج بعد. أصبحت هذه التحديات مجالات تركيز رئيسية للتحسين والتطوير في القرن الحادي والعشرين.

أوائل القرن الحادي والعشرين

منذ عام 2000 وحتى أوائل العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين، شهد مجال الهياكل الخارجية تحولاً وتوسعاً ملحوظين، وبرزت تطورات كبيرة في تصميمها وتطبيقها واعتمادها. مع ذلك، لا تزال هناك العديد من الخرافات والمفاهيم الخاطئة حول الهياكل الخارجية الحديثة بين عامة الناس، ويعود ذلك جزئياً إلى كيفية تصويرها في الأفلام وأدب الخيال العلمي.

خلال أوائل القرن الحادي والعشرين، تضاءل التركيز على الهياكل الخارجية الروبوتية التي تغطي كامل الجسم والتي تعمل على تحسين القدرات البشرية بشكل كبير، وظهر اتجاه متزايد نحو تصميم هياكل خارجية أصغر وأبسط لتكون بمثابة أدوات قابلة للارتداء لاستخدامات واحتياجات محددة.

بين عامي 2000 و2020، طُوِّرت عدة هياكل خارجية آلية متطورة تغطي كامل الجسم (أو الجزء السفلي منه) بهدف تحسين قوة الإنسان وأدائه بشكل ملحوظ. وشملت هذه الأجهزة TALOS وSARCOS و BLEEX و HULC . ورغم قدراتها التقنية المذهلة ، إلا أن هذه الأجهزة عانت من عدة قيود رئيسية تتعلق بحجمها وتكلفتها وتعقيدها وسهولة استخدامها وقدرتها على التعرف على النوايا والتحكم بها وتداخلها مع الحركة. وفي نهاية المطاف ، لم يُطرح أي من هذه الهياكل الخارجية في الأسواق. مع ذلك ، طُوِّرت بنجاح عدة هياكل خارجية طبية آلية للأشخاص المصابين بالشلل أو باضطرابات حركية أخرى، وتم تسويقها تجاريًا (مثل Rewalk وهيكل Vanderbilt الخارجي )، وكان Rewalk أول جهاز يحصل على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) عام 2014. وقد طوّرت شركة إسرائيلية جهاز Rewalk، وهو من أوائل الهياكل الخارجية الروبوتية في العالم التي حصلت على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ( FDA) للمرضى المصابين بالشلل.

معظم الهياكل الخارجية الحديثة (أي الأجهزة التي طُورت منذ عام 2020 تقريبًا) أصغر حجمًا وأبسط وأكثر عملية من سابقاتها، وتختلف اختلافًا كبيرًا عن التصورات المسبقة الشائعة عنها. لم يعد التركيز في تصميم الهياكل الخارجية خلال هذه الحقبة منصبًا على تعظيم القوة أو القدرة أو التحسينات أو الإمكانيات المستقبلية، بل على حل مشكلات محددة، وتوفير الراحة وسهولة الاستخدام، وزيادة إقبال المستخدمين عليها. [ 21 ] [ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] ويعكس هذا إدراكًا عامًا وأدلة متضافرة في هذا المجال مفادها أنه إذا ما أريد للهياكل الخارجية أن تنتشر على نطاق أوسع، فإن جوانب مثل الراحة وسهولة الاستخدام والتكلفة والبساطة والعملية ستكون بنفس أهمية، أو حتى أكثر أهمية، من جوانب مثل المواصفات الفنية ومستويات المساعدة والإمكانات المستقبلية.

في نواحٍ عديدة، انحرف مجال الهياكل الخارجية الحديثة عن روايات هوليوود وتصويراتها الخيالية، واتخذ مسارًا مختلفًا. [ 19 ] فالغالبية العظمى من الهياكل الخارجية الحديثة أشبه بأدوات قابلة للارتداء منها ببدلات خارقة أو هياكل هوليوود الخارجية (مثل الرجل الحديدي ، حافة الغد ).

توفر هذه الأدوات القابلة للارتداء فوائد معينة، ولكن لحالات استخدام محدودة أو محددة فقط. على سبيل المثال، إذا كان الشخص يعاني من ضعف في عضلات الساق بعد جلطة دماغية، فقد يستفيد من استخدام هيكل خارجي للكاحل. وإذا كان الشخص يعمل في خط تجميع صناعي، فقد يستفيد من استخدام هيكل خارجي للكتف. وإذا كان الشخص يعمل في مناولة المواد في مستودع أو مركز توزيع، فقد يستفيد من استخدام هيكل خارجي للظهر.

معظم الهياكل الخارجية ليست مصممة للارتداء طوال اليوم، بل للاستخدام (كغيرها من الأدوات) لأغراض محددة وخلال مجموعة فرعية من المهام أو الأنشطة. لذا، فإن معظم الهياكل الخارجية الحديثة مصممة لدعم منطقة معينة من الجسم أو مجموعة فرعية من المهام، وليس لتعزيز الجسم بأكمله أو لتحسين جميع الحركات أو الأنشطة.

شهدت أوائل القرن الحادي والعشرين عدة اتجاهات رئيسية في مجال الهياكل الخارجية. فقد أصبحت الهياكل الخارجية المزودة بمحركات خفيفة الوزن وبأسعار معقولة بما يكفي لاستخدامها في بعض الأغراض الطبية والصناعية والترفيهية. كما أثبتت الهياكل الخارجية الطبية مستوى أمان كافياً للحصول على الموافقات التنظيمية (مثل موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية [ 126 ] )، وفوائد كافية للحصول على تغطية التأمين الصحي لاستخدامات محددة. [ 130 ] [ 131 ] وازدادت شعبية الهياكل الخارجية غير المزودة بمحركات نظرًا لكونها أخف وزنًا وأقل تكلفة وأبسط استخدامًا من الهياكل الخارجية المزودة بمحركات. [ 54 ] وازدادت شعبية الهياكل الخارجية المرنة نظرًا لكونها أخف وزنًا وأقل حجمًا وأقل تقييدًا للحركة من الهياكل الخارجية الصلبة. [ 132 ] [ 133 ] وتزايد التركيز على أفضل السبل لتطبيق الهياكل الخارجية في المجتمع، من خلال مراعاة جوانب مثل ملاءمة الجهاز، والتدريب، وتوعية أصحاب المصلحة، والقبول الاجتماعي، والصيانة، والتنظيف، والجوانب المالية، وإدارة التغيير. [ 1 ] [ 29 ] شهد استخدام الهياكل الخارجية في الواقع العملي نموًا ملحوظًا، لا سيما في المجالات الطبية والمهنية، من استخدام ضئيل في حوالي عام 2000 إلى ما يقدر بمئات الآلاف من الهياكل الخارجية المستخدمة حاليًا على مستوى العالم في منتصف العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين، [ 67 ] مع توقعات بأن يصل استخدام الهياكل الخارجية إلى الملايين بحلول العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين. [ 67 ]

تاريخ موجز وجزئي للهياكل الخارجية للأطراف السفلية بين عامي 2013 و 2020، مع تسليط الضوء على الهياكل الخارجية المربوطة (باللون الأزرق) وغير المربوطة (باللون الأحمر) التي تمت دراستها ووجد أنها تحسن اقتصاد المشي و/أو الجري مقارنة بعدم ارتداء هيكل خارجي [ 61 ].

في مطلع القرن الحادي والعشرين، شهدت الأبحاث المتعلقة بالهياكل الخارجية نموًا ملحوظًا [ 44 ] ، مما أرسى الأسس العلمية والسريرية المتعلقة بالسلامة والفوائد والفعالية. وقد اضطلعت الجامعات والمراكز الطبية حول العالم بدور محوري في الأبحاث والتطوير التأسيسي، وتلا ذلك توجه نحو إجراء دراسات أوسع نطاقًا وأطول أمدًا حول الهياكل الخارجية في الصناعة والعيادات والحياة اليومية. [ 134 ] ويوجد الآن كمٌّ كبير من الأبحاث الأكاديمية والصناعية، إلى جانب أدلة علمية وطولية، تدعم تأثيرات الهياكل الخارجية على إعادة التأهيل وتحسين الأداء والحد من مخاطر الإصابات. [ 135 ] [ 136 ]

شهدت مطلع القرن الحادي والعشرين ظهور فئات جديدة من الهياكل الخارجية، مثل الهياكل الخارجية الترفيهية والبحثية والتعليمية. [ 137 ] ورغم أن بعض هذه الأجهزة طُرحت كأفكار منذ زمن طويل، إلا أنها لم تدخل السوق التجارية إلا مؤخرًا. [ 137 ] فعلى سبيل المثال، تعود مفاهيم الهياكل الخارجية الترفيهية إلى القرن التاسع عشر على الأقل، لكنها لم تُطرح تجاريًا إلا في مطلع القرن الحادي والعشرين. وفي أواخر العقد الثاني من الألفية، ظهرت منتجات الهياكل الخارجية المخصصة للتزلج لمساعدة الناس على الاستمتاع بالتزلج لفترة أطول أو بإجهاد أقل على ركبهم. [ 138 ] وفي مطلع العقد الثالث من الألفية، بدأت تظهر أيضًا منتجات الهياكل الخارجية التي تُساعد على المشي أو الجري أو التنزه. تُباع بعض الهياكل الخارجية الترفيهية مباشرةً للمستهلكين، بينما تُباع أخرى لشركات مثل نُزُل التزلج أو حدائق التنزه، ثم تُوفر كخيار تأجير للزوار. وحتى أوائل عام 2025، كانت العديد من هذه الهياكل الخارجية الترفيهية للمساعدة على المشي لا تزال في مرحلة ما قبل الإنتاج أو كانت منتجات تم إطلاقها مؤخرًا في السوق التجارية.

اعتبارًا من عام 2025، يوجد أكثر من 100 منتج من الهياكل الخارجية في السوق، تتفاوت بشكل كبير من حيث الحجم والتعقيد والتكلفة وغيرها من الخصائص. [ 43 ] ومع ذلك، ونظرًا لدخول منتجات جديدة إلى السوق وخروج منتجات أخرى أو استبدالها بنماذج أحدث، يصعب تتبع العدد الدقيق لمنتجات الهياكل الخارجية المتاحة. تُطوَّر هذه الهياكل الخارجية المختلفة وتُصنَّع من قِبَل عشرات الشركات حول العالم، بدءًا من الشركات الناشئة وصولًا إلى الشركات الراسخة. كما توجد شبكة متنامية من الشركات المتخصصة في توزيع الهياكل الخارجية أو إعادة بيعها أو تركيبها.

تُستخدم معظم الهياكل الخارجية الحديثة في التطبيقات الطبية والترفيهية والمهنية. وتُستخدم الهياكل الخارجية الطبية الحديثة في مجموعة متنوعة من الأغراض المساعدة والتأهيلية، وهي حاصلة على الموافقات التنظيمية ورموز تغطية التأمين في العديد من البلدان. ​​أما الهياكل الخارجية الترفيهية الحديثة، فقد طُوّرت للتزلج والمشي والتنزه والجري. بينما تُستخدم الهياكل الخارجية المهنية الحديثة لدعم الساقين والظهر والذراعين واليدين والرقبة، أو لتسهيل استخدام الأدوات، أثناء العمل البدني الشاق. وهناك أدلة طولية ومتضافرة تُشير إلى أن الهياكل الخارجية المهنية، في بعض الوظائف، يُمكن أن تُقلل من اضطرابات الجهاز العضلي الهيكلي في مكان العمل، وتُحسّن أداء العامل وإنتاجيته. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] ومع ذلك، وحتى عام 2025، لا تزال الهياكل الخارجية تُعتبر تقنية ناشئة في مكان العمل. [ 139 ] ويتم تطبيق الهياكل الخارجية المهنية إما كأداة قابلة للارتداء في مكان العمل، أو كأداة تحكم مريحة تُكمّل برامج أو تدخلات بيئة العمل المريحة التقليدية. كما هو الحال مع أي تقنية ناشئة، شهدت الهياكل الخارجية مزيجًا من النجاحات والإخفاقات في أوائل القرن الحادي والعشرين. ومع ذلك، يشهد سوق الهياكل الخارجية نموًا قويًا بشكل عام، وتزداد هذه الهياكل انتشارًا وظهورًا في المجتمع تدريجيًا. [ 54 ] [ 67 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 كوبر، براناف مادهاف؛ راشدي، إحسان (30 أغسطس 2024). "التدريب والتعرف على الهياكل الخارجية الصناعية: مراجعة للاعتبارات والبروتوكولات والأساليب اللازمة للتنفيذ الفعال" . المحاكاة الحيوية . 9 (9): 520. doi : 10.3390/biomimetics9090520 . PMC 11430590. PMID 39329542 .  
  2. ↑ لوي، برايان د.؛ بيلوت، ويليام ج.؛ بيترسون، دونالد ر. (2019). "معيار ASTM F48 للهياكل الخارجية الصناعية والبدلات الخارجية" . مجلة IISE للمعاملات في هندسة العوامل البشرية وبيئة العمل . 7 ( 3-4 ): 230-236 . doi : 10.1080/24725838.2019.1579769 . PMC 6604650. PMID 31276081 .  
  3. 1 2 علي، أثار؛ فونتاناري، فيجيليو؛ شمولز، فيرنر؛ أغراوال، سونيل ك. (2021-11-02). "مراجعة منهجية للهياكل الخارجية الداعمة للظهر والبدلات الروبوتية المرنة" . مجلة فرونتيرز في الهندسة الحيوية والتكنولوجيا الحيوية . 9 765257. doi : 10.3389/fbioe.2021.765257 . PMC 8603112. PMID 34805118 .  
  4. ↑ ماسيجاس، باويل؛ إيشويلر، يورغ؛ غيرلاخ-هان، كورت؛ جانسن-تروي، آرني؛ ليونهاردت، ستيفن (9 يناير 2014). "دراسة استقصائية حول الأجهزة الروبوتية لإعادة تأهيل الطرف العلوي" . مجلة الهندسة العصبية وإعادة التأهيل . 11 ( 3). doi : 10.1186 /1743-0003-11-3 . PMC 4029785. PMID 24401110 .  
  5. ↑ سيفي، كريستوفر؛ بيكر، لورين م.؛ كوينليفان، بريندان ت.؛ بورسيونكولا، فرانشينو؛ سواميناثان، كريثيكا؛ عواد، لويس ن.؛ والش، كونور ج. (أبريل 2023). "الفرص والتحديات في تطوير الهياكل الخارجية للمساعدة على الحركة" . مجلة نيتشر للهندسة الطبية الحيوية . 7 (4): 456-472 . doi : 10.1038/s41551-022-00984-1 . PMC 11536595. PMID 36550303 .  
  6. ↑ وانغ، تاو؛ تشانغ، بين؛ ليو، تشنهاو؛ ليو، تاو؛ هان، يي؛ وانغ، شويو؛ فيريرا، جواو ب.؛ دونغ، وي؛ تشانغ، شيوفنغ (27 يناير 2022). "مراجعة حول الهياكل الخارجية لإعادة تأهيل الأطراف السفلية لكبار السن وذوي الإعاقة" . إلكترونيات . 11 (3): 388. doi : 10.3390/electronics11030388 . ProQuest 2627463065 . 
  7. ↑ بلازا، ألبرتو؛ هيرنانديز، مار؛ بويويلو، غونزالو؛ غارسيس، إيلينا؛ غارسيا، إيلينا (2023). "الهياكل الخارجية الطبية والتأهيلية للأطراف السفلية: مراجعة للتصاميم الحالية". مجلة IEEE للمراجعات في الهندسة الطبية الحيوية . 16 : 278-291 . Bibcode : 2023IRBE...16..278P . doi : 10.1109/RBME.2021.3078001 . PMID 33961563 . 
  8. ↑ تشانغ، تينغ؛ تران، مينه؛ هوانغ، هي (فبراير 2018). "تصميم والتحقق التجريبي من هيكل خارجي للورك مزود بقدرات توازن للمساعدة على المشي". معاملات IEEE/ASME في الميكاترونيات . 23 (1): 274-285 . Bibcode : 2018IATM...23..274Z . doi : 10.1109/TMECH.2018.2790358 .
  9. 1 2 موراي، سبنسر أ.؛ ها، كيفن هـ.؛ هارتيغان، كلير؛ غولدفراب، مايكل (مايو 2015). "نهج تحكم مساعد لهيكل خارجي للأطراف السفلية لتسهيل استعادة المشي بعد السكتة الدماغية". معاملات IEEE في أنظمة الأعصاب وهندسة إعادة التأهيل . 23 (3): 441-449 . Bibcode : 2015ITNSR..23..441M . doi : 10.1109/TNSRE.2014.2346193 . PMID 25134084 . 
  10. ↑ فريسولي، أنطونيو؛ بروكوبيو، كاترينا؛ تشيساري، كارميلو؛ كرياتيني، إيلاريا؛ بونفيليو، لوكا؛ بيرغاماسكو، ماسيمو؛ روسي، برونو؛ كاربونشيني، ماريا (2012). "الآثار الإيجابية لتدريب حركات الوصول للأطراف العلوية باستخدام الهيكل الخارجي الروبوتي بعد السكتة الدماغية" . مجلة الهندسة العصبية وإعادة التأهيل . 9 (1): 36. doi : 10.1186/1743-0003-9-36 . PMC 3443436. PMID 22681653 .  
  11. ↑ بوتزر، توبياس؛ لامبرسي، أوليفييه؛ أراتا، جومبي؛ جاسيرت، روجر (أبريل 2021). "هيكل خارجي مرن قابل للارتداء بالكامل للمساعدة في الإمساك في الأنشطة اليومية". الروبوتات المرنة . 8 (2): 128-143 . Bibcode : 2021SoftR...8..128B . doi : 10.1089/soro.2019.0135 . PMID 32552422 . 
  12. ↑ برويتي، توماسو؛ غيغون، إيمانويل؛ روبي-برامي، أنييس؛ جاراسيه، ناثانيل (ديسمبر 2017). "تعديل التنسيق بين مفاصل الطرف العلوي لدى الأفراد الأصحاء من خلال التدريب باستخدام هيكل خارجي روبوتي" . مجلة الهندسة العصبية وإعادة التأهيل . 14 (1): 55. doi : 10.1186/s12984-017-0254-x . PMC 5469138. PMID 28606179 .  
  13. ↑ لاجونيس، فيرونيك؛ فنسنت، كلود؛ روثييه، فرانسوا؛ كارو، إيمانويل؛ ميشو، فرانسوا (2 أكتوبر 2016). "تصميم الهياكل الخارجية وأدلة فائدتها وفقًا لمراجعة منهجية للهياكل الخارجية للأطراف السفلية المستخدمة في الحركة الوظيفية للأشخاص المصابين بإصابات في الحبل الشوكي". الإعاقة والتأهيل: التكنولوجيا المساعدة . 11 (7): 535-547 . doi : 10.3109/17483107.2015.1080766 . PMID 26340538 . 
  14. ↑ رانداتزو، لوكا؛ إيتورات، إيناكي؛ بيرديكيس، سيرافيم؛ ميلان، ج. د. ر. (يناير 2018). "مانو: هيكل خارجي لليد قابل للارتداء لأنشطة الحياة اليومية وإعادة التأهيل العصبي" (ملف PDF) . رسائل IEEE في مجال الروبوتات والأتمتة . 3 (1): 500-507 . Bibcode : 2018IRAL....3..500R . doi : 10.1109/LRA.2017.2771329 .
  15. ↑ روكون، إي.؛ بيلدا-لويس، جيه إم؛ رويز، إيه إف؛ مانتو، إم.؛ مورينو، جيه سي؛ بونس، جيه إل (سبتمبر 2007). "تصميم والتحقق من صحة هيكل خارجي روبوتي لإعادة التأهيل لتقييم الرعاش وكبحه". معاملات IEEE في أنظمة الأعصاب وهندسة إعادة التأهيل . 15 (3): 367-378 . Bibcode : 2007ITNSR..15..367R . doi : 10.1109/TNSRE.2007.903917 . hdl : 10261/24774 . PMID 17894269 . 
  16. ^ ستينن، أرنو ها؛ هيكمان، إدسكو إي جي؛ برانج، جيردينكي ب. جانينك، ميشيل جا؛ السما ، آرثر م. فان دير هيلم، فرانس CT؛ هيرمان فان دير كويج (سبتمبر 2009). “Dampace: تصميم هيكل خارجي للتدريب على تنسيق القوة في إعادة تأهيل الأطراف العلوية”. مجلة الأجهزة الطبية . 3 (3) 031003. دوى : 10.1115/1.3191727 .
  17. ↑ ها، كيفن هـ.؛ موراي، سبنسر أ.؛ غولدفراب، مايكل (أبريل 2016). "نهج للتحكم التعاوني في التحفيز الكهربائي الوظيفي باستخدام هيكل خارجي مدعوم أثناء المشي على سطح مستوٍ للأشخاص المصابين بشلل نصفي سفلي". معاملات IEEE في أنظمة الأعصاب وهندسة إعادة التأهيل . 24 (4): 455-466 . Bibcode : 2016ITNSR..24..455H . doi : 10.1109/TNSRE.2015.2421052 . PMID 25915961 . 
  18. ^ بن عبيد، عليم لويس؛ كوستيكالدي، توماس. إليسييف، أندريه؛ شارفيت، غيوم. فيرني، الكسندر. كاراكاس، سيربيل؛ فورستر، مايكل. لامبرت، أوريليان. مورينيير، بوريس؛ أبروج، نيل؛ شيفر، ماري كارولين. مولي الكسندر. سوتر ستاراتشي، فابيان؛ راتيل، ديفيد. مورو، سيسيل. توريس مارتينيز، نابليون؛ لانجار، ليليا؛ أودوكس، مانويلا؛ بولوسان، ميرسيا؛ بيزاني، ستيفان؛ أوبويرو، فنسنت؛ أكسينوفا، تيتيانا؛ ميستايس، كورين؛ شاباردس ، ستيفان (ديسمبر 2019). “هيكل خارجي يتم التحكم فيه عن طريق واجهة لاسلكية بين الدماغ والآلة فوق الجافية في مريض مصاب بالشلل الرباعي: عرض إثبات للمفهوم” . لانسيت لعلم الأعصاب . 18 (12): 1112–1122 . دوى : 10.1016/S1474-4422(19)30321-7 . بميد 31587955 . 
  19. 1 2 3 4 5 كوزينك، زيغا؛ زيليك، كارل إي. (17 يناير 2025). "الهياكل الخارجية: تعزيز مستقبل العمل البدني" . مجلة فرونتيرز فور يونغ مايندز . 12 1385574. doi : 10.3389/frym.2024.1385574 .
  20. ↑ "الهياكل الخارجية المهنية: أجهزة روبوتية قابلة للارتداء والوقاية من اضطرابات الجهاز العضلي الهيكلي المرتبطة بالعمل في مكان العمل المستقبلي | السلامة والصحة المهنية - إدارة السلامة والصحة المهنية الأوروبية" . osha.europa.eu . تاريخ الاسترجاع: 7 أبريل 2025 .
  21. 1 2 3 كريا، سيمونا؛ بيكرلي، فيليب؛ لويز، ميشيل دي؛ باو، كيفن دي؛ غراتسي، لورينزو؛ كرمافنار، تياسا؛ مسعود، جواد؛ أوسوليفان، ليونارد دبليو؛ باسيفيكو، إيلاريا؛ رودريغيز غيريرو، كارلوس؛ فيتيلو، نيكولا؛ ريستيتش-دورانت، دانيجيلا؛ فينمان ، يناير (يناير 2021). "الهياكل الخارجية المهنية: خريطة طريق نحو التبني على نطاق واسع. المنهجية والتحديات المتمثلة في جلب الهياكل الخارجية إلى أماكن العمل " . التقنيات القابلة للارتداء . 2 ه11. دوى : 10.1017/wtc.2021.11 . بمك 10936259 . بميد 38486625 .  
  22. ↑ كيم، سون ووك؛ نوسباوم، موري أ.؛ سميتس، مارتي (مارس 2022). "سهولة الاستخدام، وقبول المستخدم، والنتائج الصحية لاستخدام الهيكل الخارجي الداعم للذراع في تجميع السيارات: دراسة ميدانية لمدة 18 شهرًا". مجلة الطب المهني والبيئي . 64 (3): 202-211 . doi : 10.1097/JOM.0000000000002438 . hdl : 10919/112583 . PMID 34873132 . 
  23. ↑ زيليك، كارل إي.؛ نيرس، كاميرون أ.؛ شال، مارك سي.؛ سيسيك، ريتشارد إف.؛ مارينو، ماثيو سي.؛ غالاغر، شون (فبراير 2022). "أداة تقييم مريحة لتقييم تأثير الهياكل الخارجية للظهر على خطر الإصابة" . بيئة العمل التطبيقية . 99 103619. doi : 10.1016/j.apergo.2021.103619 . PMC 9827614. PMID 34740072 .  
  24. ↑ فورنييه، دانيال إي.؛ يونغ، ماركوس؛ سوماسوندرام، كومارا جي.؛ دو، برونسون بي.؛ ريزفاني، سارة؛ يزداني، أمين (27 يونيو 2023). "الجودة والإنتاجية والآثار الاقتصادية للهياكل الخارجية في الاستخدام المهني: مراجعة منهجية" . PLOS ONE . 18 (6) e0287742. Bibcode : 2023PLoSO..1887742F . doi : 10.1371/journal.pone.0287742 . PMC 10298758. PMID 37368889 .  
  25. 1 2 راتكي، إيما جيه؛ ماكماستر، هانا؛ فيلوتشي، كريس إل؛ لارسون، دينيس جيه؛ هولمز، مايكل دبليو آر؛ بوديت، شون إم. (2025-03-01). "قدرة الهيكل الخارجي السلبي لدعم الظهر على التخفيف من التكيفات المرتبطة بالإجهاد في مهمة رفع متكررة معقدة" . مجلة الميكانيكا الحيوية . 181 112553. doi : 10.1016/j.jbiomech.2025.112553 . PMID 39893933 . 
  26. 1 2 رودزاك، ك.م.؛ سلوتر، ب.ر.؛ وولف، د.ن.؛ آيس، س.س.؛ فاين، س.ج.؛ زيليك، ك.إ. (يناير 2024). "هل يمكن للبدلات الخارجية للظهر أن تزيد من قدرة التحمل على رفع الأثقال وتقلل في الوقت نفسه من خطر الإصابة باضطرابات الجهاز العضلي الهيكلي؟" . التقنيات القابلة للارتداء . 5 e17. doi : 10.1017/wtc.2024.8 . PMC 11729484. PMID 39811480 .  
  27. 1 2 بتلر، تيري؛ جيليت، جيسون (2019-01-01). "الهياكل الخارجية: استخدامها كمعدات وقاية شخصية للوقاية من الإصابات" .{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  28. ↑ شويرها، ديانا جيه؛ ماكنمارا، ناثان؛ نوسباوم، موري أ؛ كيم، سون ووك (مارس 2021). "إمكانية تبني الهياكل الخارجية المهنية في مؤسسات متنوعة تعمل في مهام التصنيع". المجلة الدولية لهندسة العوامل البشرية الصناعية . 82 103103. doi : 10.1016/j.ergon.2021.103103 .
  29. إلبراما ، شيرلي أ .؛ فاندربورغت، برام؛ جاكوبس، آن (أبريل 2022). "إطار عمل لقبول المستخدمين للهياكل الخارجية الصناعية بناءً على مراجعة الأدبيات للدراسات التجريبية" (ملف PDF) . بيئة العمل التطبيقية . 100 103615. doi : 10.1016/j.apergo.2021.103615 . PMID 34847372 . 
  30. ↑ براود، ياسمين ك.؛ لاي، دانيال ت.هـ.؛ مودي، كورت ل.؛ كارستيرز، جريج ل.؛ بيلينج، دانيال س.؛ جاروفوليني، أليساندرو؛ بيج، رضاول ك. (مايو 2022). "تطبيق الهيكل الخارجي على مهام المناولة اليدوية العسكرية" (ملف PDF) . العوامل البشرية: مجلة جمعية العوامل البشرية وبيئة العمل . 64 (3): 527-554 . doi : 10.1177/0018720820957467 . PMID 33203237 . 
  31. ↑ كرويل، هاريسون ب.؛ بارك، جون هيوك؛ هاينز، كورتني أ.؛ نويغباور، جينيفر م.؛ بوينتون، أنجيلا س. (2 أكتوبر 2019). "تحديات التصميم والتقييم والبحث المتعلقة بالهياكل الخارجية والبدلات الخارجية: منظور 26 عامًا من مختبر أبحاث الجيش الأمريكي". مجلة IISE للمعاملات في بيئة العمل وعوامل الإنسان . 7 ( 3-4 ): 199-212 . doi : 10.1080/24725838.2018.1563571 .
  32. ↑ مودي، كورت ل.؛ بوينتون، أنجيلا س.؛ كاراكوليس، توماس؛ أودونوفان، ميغان ب.؛ كاناغاكي، غريغوري ب.؛ كرويل، هاريسون ب.؛ بيغ، رضاول ك.؛ لافياندرا، مايكل إي.؛ بيلينغ، دانيال س. (نوفمبر 2018). "ورقة إجماع حول اختبار وتقييم الهياكل الخارجية العسكرية للمقاتلين المشاة" . مجلة العلوم والطب في الرياضة . 21 (11): 1154-1161 . doi : 10.1016/j.jsams.2018.05.016 . PMID 30318056 . 
  33. 1 2 مارتن، دبليو. براندون؛ بوهلر، ألكسندر؛ هولاندر، كيفن دبليو؛ كيني، دارين؛ هيت، جوزيف ك؛ كودفا، جاي؛ شوغر، توماس جي. (يناير 2022). " تطوير واختبار الهيكل الخارجي للحامل الجوي" . التقنيات القابلة للارتداء . 3 e1. doi : 10.1017/wtc.2021.18 . PMC 10936400. PMID 38486913 .  
  34. ↑ سلوتر، بي آر؛ رودزاك، كيه إم؛ فاين، إس جيه؛ آيس، سي سي؛ وولف، دي إن؛ زيليك، كيه إي (يناير 2023). "تقييم جنود الجيش الأمريكي الذين يرتدون بدلة خارجية ظهرية خلال تدريب ميداني" . التقنيات القابلة للارتداء . 4 e20. doi : 10.1017/wtc.2023.16 . PMC 10936316. PMID 38487775 .  
  35. ↑ ويت، كيربي أ.؛ فيرز، بيتر؛ شيتس-سينجر، أليسون ل.؛ كولينز، ستيفن هـ. (25 مارس 2020). "تحسين كفاءة الطاقة في الجري البشري باستخدام هيكل خارجي للكاحل مزود بمحرك وبدونه". مجلة ساينس روبوتكس . 5 (40) eaay9108. doi : 10.1126/scirobotics.aay9108 . PMID 33022600 . 
  36. ↑ كيم، جينسو؛ لي، جيوك؛ هايمغارتنر، رومان؛ أروموخوم ريفي، ديباك؛ كارافاس، نيكوس؛ ناثانسون، دانييل؛ غاليانا، إغناسيو؛ إيكرت-إردهايم، آسا؛ مورفي، باتريك؛ بيري، ديفيد؛ مينارد، نيكولاس؛ تشوي، دابين كيم؛ مالكولم، فيليب؛ والش، كونور جيه. (16 أغسطس 2019). "خفض معدل الأيض أثناء المشي والجري باستخدام بدلة خارجية متعددة الاستخدامات وقابلة للنقل". مجلة ساينس . 365 (6454): 668-672 . Bibcode : 2019Sci...365..668K . doi : 10.1126/science.aav7536 . PMID 31416958 . 
  37. ↑ ميخيا غالون، فالنتينا؛ سانشيز كاباركاس، ماتيو؛ بارا، خافيير؛ بابون، خيسوس؛ بونيه، خافيير (2025). "تحليل مقارن لتخطيط كهربية العضل السطحي (sEMG) وحركة الأطراف السفلية في جهاز محاكاة التزلج مع دعامة خارجية للركبة: دراسة حالة". مجلة الميكانيكا الحيوية متعددة التخصصات . المؤتمر التاسع والأربعون لـ... 14561. doi : 10.46298/mbj.14561 .
  38. ↑ لاكمازاهري، آفا؛ سونغ، سونغمون؛ فونغ، برايان ب.؛ بيسكنر، بليك؛ كادو، ديبورا م.؛ كولينز، ستيفن هـ. (2 يناير 2024). "تحسين مساعدة الهيكل الخارجي لتحسين سرعة المشي وكفاءة الطاقة لدى كبار السن" . مجلة الهندسة العصبية وإعادة التأهيل . 21 (1) 1. doi : 10.1186/s12984-023-01287-5 . PMC 10763092. PMID 38167151 .  
  39. ↑ برايان، غويندولين م؛ فرانكس، باتريك و؛ كلاين، ستيفان س؛ بيوشن، روبرت ج؛ كولينز، ستيفن هـ (أبريل 2021). "محاكي هيكل خارجي للورك والركبة والكاحل لدراسة مساعدة المشي". المجلة الدولية لأبحاث الروبوتات . 40 ( 4-5 ): 722-746 . doi : 10.1177/0278364920961452 .
  40. ↑ ويت، كيربي آن؛ كولينز، ستيفن هـ. (2020). "تصميم الهياكل الخارجية للأطراف السفلية وأنظمة المحاكاة". الروبوتات القابلة للارتداء . ص 251-274 . doi : 10.1016/B978-0-12-814659-0.00013-8 . ISBN  978-0-12-814659-0.
  41. ↑ الطاشي، محمد؛ لينارتسون، بنغت؛ أورتيز-كاتالان، ماكس؛ جست، فابيان (2024-05-01). "هيكل خارجي تعليمي مفتوح المصدر وجاهز للاستخدام في الفصول الدراسية لهندسة الطب الحيوي والتحكم" . At - Automatisierungstechnik . 72 (5): 460–475 . Bibcode : 2024Autte..72..460A . doi : 10.1515/auto-2023-0208 .
  42. ↑ بوكر، جوناس؛ زانج، يوشين؛ سيدل، تورستن؛ فو، غيوم؛ لانجنر، سيباستيان؛ كروجر، توماس؛ ريتويجر، يورن (2025). "أثليتيك: جهاز تمارين مضاد للهيكل الخارجي للتدريب المقاوم والتدريب البليومتري في مهمات الفضاء السحيق" . علم وظائف الأعضاء التجريبي . غير متوفر (غير متوفر) EP092263. doi : 10.1113/EP092263 . PMID 40112219 . 
  43. 1 2 3 4 دي لا تيجرا، خافيير أ.؛ بوستامانتي-بيلو، روجيليو؛ راميريز-ميندوزا، ريكاردو أ.؛ إزكويردو-رييس، خافيير (24 ديسمبر 2020). "مراجعة منهجية للهياكل الخارجية نحو اقتراح نموذج تصنيف عام" . العلوم التطبيقية . 11 (1): 76. doi : 10.3390/app11010076 . hdl : 1721.1/131309 . تم نسخ النص من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  44. ١ ٢ ٣ ٤ الخيامي، م. إ.؛ ليندهارد، س. م.؛ واندال، س. (أغسطس ٢٠٢٤). "رسم خريطة صناعة الهياكل الخارجية: نظرة شاملة على الديناميكيات والاتجاهات" . سلسلة مؤتمرات IOP: علوم الأرض والبيئة . ١٣٨٩ (١) ٠١٢٠١٤. Bibcode : ٢٠٢٤E & ES.١٣٨٩a٢٠١٤A . doi : ١٠.١٠٨٨/١٧٥٥-١٣١٥/١٣٨٩/١/٠١٢٠١٤ .
  45. ↑ كيارديا، دومينيكو؛ زيلويانيس، ميشيل؛ سولاتزي، ماسيميليانو؛ ماسيا، لورينزو؛ فريسولي، أنطونيو (2020). "الهياكل الخارجية الصلبة مقابل الهياكل الخارجية المرنة: استراتيجيات التفاعل لتكنولوجيا مساعدة الأطراف العلوية". الروبوتات القابلة للارتداء . الصفحات 67-90 . doi : 10.1016/B978-0-12-814659-0.00004-7 . ISBN  978-0-12-814659-0.
  46. ↑ راغورامان، راهول ناراسيمهان؛ باربييري، ديكريستيان فرانسا؛ أفيلس، جيسيكا؛ سرينيفاسان، ديفيا (نوفمبر 2024). "الاختلافات العمرية والجنسية في إدراك واستخدام الهياكل الخارجية اللينة مقابل الصلبة في مناولة المواد اليدوية". بيئة العمل . 67 (11): 1453-1470 . doi : 10.1080/00140139.2024.2338268 . PMID 38613461 . 
  47. ↑ شوارتز، ماتيلد؛ ثيوريل، جان؛ ديبروسيس، كيفن (29 يوليو 2021). "فعالية الهياكل الخارجية الداعمة للظهر اللينة مقابل الصلبة أثناء مهمة الرفع" . المجلة الدولية للبحوث البيئية والصحة العامة . 18 (15): 8062. doi : 10.3390/ijerph18158062 . PMC 8345799. PMID 34360352 .  
  48. ^ خافيير بيرميجو جارسيا. روميرو سانشيز، فرانسيسكو؛ أجوجيتاس، رافائيل؛ سانشيز ، فرانسيسكو خافيير ألونسو (أغسطس 2024). “الهياكل الخارجية مقابل البدلات الخارجية: تحليل مقارن باستخدام محاكاة الكمبيوتر البيولوجية”. أجهزة الكمبيوتر في علم الأحياء والطب . 178 108752. دوى : 10.1016/j.compbiomed.2024.108752 . بميد 38889630 . 
  49. ↑ "البدلات الخارجية المرنة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-04-08 .
  50. ↑ أسبيك، آلان ت.؛ دي روسي، ستيفانو م.م.؛ هولت، كينيث ج.؛ والش، كونور ج. (مايو 2015). "بدلة خارجية مرنة مستوحاة من علم الأحياء للمساعدة على المشي". المجلة الدولية لأبحاث الروبوتات . 34 (6): 744-762 . doi : 10.1177/0278364914562476 .
  51. ↑ لامرز، إريك ب.؛ يانغ، آرون ج.؛ زيليك، كارل إي. (أغسطس 2018). "جدوى استخدام ملابس داعمة بيوميكانيكية لتقليل الضغط على أسفل الظهر أثناء الانحناء والرفع" . مجلة IEEE للمعاملات في الهندسة الطبية الحيوية . 65 (8): 1674-1680 . Bibcode : 2018ITBE...65.1674L . doi : 10.1109/TBME.2017.2761455 . PMC 8820216. PMID 28991732 .  
  52. 1 2 فالي، ألكسندر (2024-03-05). "تقنية الهيكل الخارجي في ممارسة التمريض: تقييم الفعالية وسهولة الاستخدام والتأثير على جودة حياة الممرضات المهنية، مراجعة سردية" . مجلة BMC للتمريض . 23 (1) 156. doi : 10.1186/s12912-024-01821-3 . PMC 10913291. PMID 38443892 .  
  53. ↑ أكيلي، غابرييل ماريا؛ أميتشي، سينزيا؛ دراغوسانو، ميهاي؛ غوبو، ماسيميليانو؛ لوغوزو، سيلفيا؛ مالفيزي، مونيكا؛ تيبوني، مونيكا؛ فاليجي، ماريا كريستينا (2023). "الهياكل الخارجية الروبوتية اللينة والصلبة والهجينة لإعادة تأهيل اليد: خارطة طريق مع أساس منطقي موجه نحو الإعاقة لتصميم الأجهزة واختيارها" . العلوم التطبيقية . 13 (20) 11287. doi : 10.3390/app132011287 . hdl : 11379/590390 .
  54. 1 2 3 إدارة. "مستقبل واعد للهياكل الخارجية" . www.abiresearch.com . تاريخ الاسترجاع: 8 أبريل 2025 .
  55. ↑ مويا-إستيبان، أليخاندرو؛ رفاعي، محمد عرفان؛ سريدار، سايفيمال؛ كويج، هيرمان فان دير؛ سارتوري، ماسيمو (يناير 2025). "بدلة خارجية مرنة للظهر يتم التحكم بها بواسطة نمذجة عصبية ميكانيكية توفر مساعدة تكيفية أثناء رفع أحمال غير معروفة وتقلل من قوى الضغط على منطقة أسفل الظهر والعجز" . التقنيات القابلة للارتداء . 6 e9. doi : 10.1017/wtc.2025.3 . PMC 11894419. PMID 40071245 .  
  56. ↑ موريارتي، برايان؛ جاكوب، توماس؛ سادلوفسكي، ماكس؛ فاولر، مايكل؛ روان، كولتن؛ شافاريا، جوزيف؛ أفراميس، يوانيس؛ رزق الله، جيمس (يوليو 2025). "استخدام التدريب الروبوتي للهيكل الخارجي على وظائف الأطراف السفلية في إصابات الحبل الشوكي: مراجعة منهجية" . مجلة جراحة العظام . 65 : 1-7 . doi : 10.1016/j.jor.2024.10.036 . PMC 11656084. PMID 39713557 .  
  57. ^ كارفاليو، سيماو ب.؛ فيغيريدو، جوانا؛ سيركويرا، جواو J.؛ سانتوس ، كريستينا ب. (مايو 2025). "التنبؤ بوضع الحركة في المشي الواقعي مع وبدون مساعدة الهيكل الخارجي للكاحل والقدم" . الذكاء التطبيقي . 55 (7) 546. دوى : 10.1007 / s10489-025-06416-2 . اتش دي ال : 1822/95488 .
  58. ↑ تشونغ، جينوون؛ كويرك، د. آدم؛ أبليغيت، ميغان؛ رولو، مايكل؛ ديغنهاردت، ناتالي؛ غاليانا، إغناسيو؛ دالتون، ديان؛ عواد، لويس ن.؛ والش، كونور ج. (23 فبراير 2024). "بدلة خارجية خفيفة الوزن للظهر النشط تقلل الجهد العضلي خلال مهمة انتقاء الطلبات التي تستغرق ساعة" . هندسة الاتصالات . 3 (1): 35. doi : 10.1038/s44172-024-00180-w . PMC 10955849 . 
  59. ↑ وانغ، جينلو؛ وو، تشينغكونغ؛ زو، ييكي؛ تشو، يانغهوي؛ وانغ، هونغتاو؛ وو، هونغتاو (فبراير 2025). "تصميم والتحقق التجريبي من هيكل خارجي للكاحل شبه سلبي ذي صلابة متغيرة لمساعدة الإنسان على المشي". رسائل IEEE في مجال الروبوتات والأتمتة . 10 (2): 1856-1863 . Bibcode : 2025IRAL...10.1856W . doi : 10.1109/LRA.2025.3526450 .
  60. ^ ميسيرولي، فرانشيسكو؛ لوتي، نيكولا؛ تريكومي، إنريكا؛ بوكرانز، كازيمير؛ أليسيا، ريان؛ شيلويانيس، ميشيل؛ كرزوينسكي، ينس؛ كريا، سيمونا؛ فيتيلو، نيكولا؛ ماسيا ، لورنزو (أبريل 2022). “جامدة وناعمة وسلبية ونشطة: هيكل خارجي مهني هجين للمساعدة الثنائية المتعددة المفاصل”. IEEE الروبوتات ورسائل الأتمتة . 7 (2): 2557– 2564. بيب كود : 2022IRAL....7.2557M . دوى : 10.1109/LRA.2022.3142447 .
  61. 1 2 3 ساويكي، غريغوري س.؛ بيك، أوين ن.؛ كانغ، إنسيونغ؛ يونغ، آرون ج. (19 فبراير 2020). "توسيع الهيكل الخارجي: تحسين كفاءة المشي والجري" . مجلة الهندسة العصبية وإعادة التأهيل . 17 (1): 25. doi : 10.1186/s12984-020-00663-9 . PMC 7029455. PMID 32075669 .  
  62. ↑ كالافيوري، داريو؛ نيغريني، فرانشيسكو؛ توتولي، نيكولا؛ فيرارو، فرانشيسكو؛ أوزيميسكي-تاسكيران، أوزدن؛ دي سير، أليساندرو (فبراير 2022). "فعالية الهيكل الخارجي الروبوتي في إعادة تأهيل المشي لدى مرضى السكتة الدماغية تحت الحادة: مراجعة منهجية" . المجلة الأوروبية للطب الفيزيائي وإعادة التأهيل . 58 (1): 1-8 . doi : 10.23736/S1973-9087.21.06846-5 . PMC 9980569. PMID 34247470 .  
  63. ↑ شي، دي؛ تشانغ، ووكسيانغ؛ تشانغ، وي؛ دينغ، شيلون (30 أغسطس 2019). "مراجعة حول روبوتات الهيكل الخارجي لإعادة تأهيل الأطراف السفلية" . المجلة الصينية للهندسة الميكانيكية . 32 (1): 74. Bibcode : 2019ChJME..32...74S . doi : 10.1186/s10033-019-0389-8 .
  64. ↑ تيان، دينغكوي؛ لي، وينتاو؛ لي، جينكه؛ لي، فنغ؛ تشين، زيكيانغ؛ هي، يونغ؛ صن، جيانكوان؛ وو، شينيو (2024). "روبوتات هيكلية خارجية ذاتية التوازن مصممة لتسهيل حركات تدريب إعادة التأهيل المتعددة" . معاملات IEEE في أنظمة الأعصاب وهندسة إعادة التأهيل . 32 : 293-303 . Bibcode : 2024ITNSR..32..293T . doi : 10.1109/TNSRE.2023.3348985 . PMID 38163311 . 
  65. ^ تيبوني ، مونيكا. بوربوني، ألبرتو؛ الحقيقة، فابيان؛ بريجولي، كيارا؛ أميسي ، سينزيا (24/01/2022). "أجهزة الاستشعار وتقنيات التشغيل في الهياكل الخارجية: مراجعة" . أجهزة الاستشعار . 22 (3): 884. بيب كود : 2022Senso..22..884T . دوى : 10.3390/s22030884 . بمك 8839165 . بميد 35161629 .  
  66. 1 2 صن، يوانشي؛ تانغ، يونتاو؛ تشنغ، جيا؛ دونغ، ديانبياو؛ تشن، شياوهونغ؛ باي، لونغ (2022). "من الاستشعار إلى التحكم في الهيكل الخارجي للأطراف السفلية: مراجعة منهجية". المراجعات السنوية في التحكم . 53 : 83-96 . doi : 10.1016/j.arcontrol.2022.04.003 .
  67. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ برنامج Interreg، منطقة بحر الشمال Exskallerate، الاتحاد الأوروبي. (٢٠٢٣) الهياكل الخارجية: تكنولوجيا الهياكل الخارجية المستقبلية: التطبيق بحلول عام ٢٠٣٠. https://northsearegion.eu/media/24407/exskallerate_foresight-1.pdf
  68. ↑ بينيللي، إريكا؛ زينو، رافاييل؛ باروني، جوزيبي؛ براغونزوني، لورا (17 أغسطس 2024). "معوقات وميسرات استخدام الهياكل الخارجية لدى الأشخاص المصابين بإصابات في الحبل الشوكي: مراجعة منهجية". الإعاقة والتأهيل: التكنولوجيا المساعدة . 19 (6): 2355-2363 . doi : 10.1080/17483107.2023.2287153 . hdl : 11585/950825 . PMID 38009458 . 
  69. ↑ شور، ليندا؛ دي إيتو، آدم؛ أوسوليفان، ليونارد (3 أكتوبر 2022). "قبول التكنولوجيا وتصورات كبار السن للأجهزة الروبوتية المساعدة - الآثار المترتبة على تصميم الهياكل الخارجية" (ملف PDF) . الإعاقة والتأهيل: التكنولوجيا المساعدة . 17 (7): 782-790 . doi : 10.1080/17483107.2020.1817988 . hdl : 10344/9514 . PMID 32988251 . 
  70. ↑ ياندل، ماثيو ب.؛ زيمنيكي، ديفيد م.؛ ماكدونالد، كيرستي أ.؛ زيليك، كارل إي. (2020-02-12). " تحديد حدود الراحة للقوى المطبقة على الكتفين والفخذ والساق لتوجيه تصميم البدلة الخارجية" . PLOS ONE . 15 (2) e0228536. doi : 10.1371/journal.pone.0228536 . PMC 7015417. PMID 32049971 .  
  71. ↑ تشين، لونغباو؛ تشو، دينغ؛ لينغ، يوكوان (2024). "مراجعة منهجية لتصميم روبوتات الهيكل الخارجي الصلب لراحة الارتداء: المحاذاة الذاتية للمفاصل، وواجهة التثبيت، وتخصيص الهيكل" . معاملات IEEE في أنظمة الأعصاب وهندسة إعادة التأهيل . 32 : 3815-3827 . Bibcode : 2024ITNSR..32.3815C . doi : 10.1109/TNSRE.2024.3479283 . PMID 39401109 . 
  72. ↑ ريكاتشيفسكي، كونراد (2023). "الجوانب الفيزيولوجية الحرارية للروبوتات القابلة للارتداء: التحديات والفرص" . درجة الحرارة (أوستن، تكساس) . 10 (3): 313-325 . doi : 10.1080/23328940.2022.2113725 . PMC 10405755. PMID 37554385 .  
  73. ↑ جوشي، أنكيت؛ بارتلز، لايل؛ فيسواناثان، شري هـ.؛ مارتينيز، دانيال م.؛ صادقي، كامبيز؛ جايسوال، أنكوش ك.؛ كولينز، دانيال؛ ريكاتشيفسكي، كونراد (نوفمبر 2023). "تقييم الخصائص الحرارية والتأثيرات التنظيمية الحرارية لبدلة الظهر الخارجية باستخدام نموذج حراري" . المجلة الدولية لهندسة العوامل البشرية الصناعية . 98 103517. doi : 10.1016/j.ergon.2023.103517 .
  74. ↑ أوفوري، جوشوا نسياه أدو؛ توموري، مريم؛ أوجونسيجو، أوموبولانلي (11 فبراير 2025). "تقييم المخاطر الأخلاقية والاجتماعية والنفسية للهياكل الخارجية النشطة والسلبية في قطاع البناء: الثقة والإنتاجية ومستويات التوتر". بيئة مبنية ذكية ومستدامة . 14 (4): 1091-1116 . Bibcode : 2025SSBE...14.1091O . doi : 10.1108/SASBE-09-2024-0394 .
  75. ↑ سيدل، ساندرا ماريا؛ مارا، مارتينا (أغسطس 2024). "هل ما زلتُ إنسانًا؟ ارتداء هيكل خارجي يؤثر على التصورات الذاتية للدفء والكفاءة والجاذبية والشبه بالآلة" . الحواسيب في السلوك البشري: البشر الاصطناعيون . 2 (2) 100073. doi : 10.1016/j.chbah.2024.100073 .
  76. ↑ بالتروش، إس جيه؛ هوديك، إتش؛ فان دين، جيه إتش؛ كرويف، جيه. تي. سي إم دي (مارس 2021). "مقبولية الهيكل الخارجي السلبي للجذع وتأثيراته على الكفاءة الذاتية لدى الموظفين الذين يعانون من آلام أسفل الظهر: منهجية مختلطة" . مجلة إعادة التأهيل المهني . 31 (1): 129-141 . doi : 10.1007/s10926-020-09891-1 . PMC 7954709. PMID 32410154 .  
  77. ↑ "الحاجة إلى معدات وقاية شخصية مصممة خصيصًا للنساء في الخطوط الأمامية" . 29 أبريل 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2025 .
  78. ↑ "مناسب للنساء: تحسين معدات الوقاية الشخصية للنساء في مجال الصحة" . منظمة المرأة في الصحة العالمية . 25 فبراير 2022. تاريخ الاسترجاع : 8 أبريل 2025 .
  79. ستيرلينغ ، ليا؛ كيلتي-ستيفن، داميان؛ فاينمان، ريتشارد؛ جونز، مونيكا إل إتش؛ دانيال بارك، بيونغ-كيون؛ ريد، ماثيو بي؛ بارام، جوزيف؛ تشوي، هيغ جو (مايو 2020). "الملاءمة الثابتة والديناميكية والمعرفية للأنظمة الخارجية للمشغل البشري". العوامل البشرية : مجلة جمعية العوامل البشرية وبيئة العمل . 62 (3): 424-440 . Bibcode : 2020HumFa..62..424S . doi : 10.1177/0018720819896898 . PMID 32004106 . 
  80. ↑ تلبية احتياجات الطاقة لمحاربي المستقبل . مطبعة الأكاديميات الوطنية. 31 أغسطس 2004. ص 40. ISBN  978-0-309-16576-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 فبراير 2016 .
  81. ↑ ليبشر، أليشا؛ جايمان، غاري (26 ديسمبر 2018). "منع الهروب الحراري في بطاريات المركبات الكهربائية" . تصميم الآلات . تم الاسترجاع في 5 يوليو 2019 .
  82. ↑ يلو ماجبي (1 مايو 2013). "مشاكل بدلة الهيكل الخارجي التي يجب التغلب عليها" . يلو ماجبي . تم الاسترجاع في 5 يوليو 2019 .
  83. ↑ كانتولا، كيفن (26 يناير 2010). "هيكل خارجي روبوتي يعمل بخلايا وقود الهيدروجين" . سيارات الهيدروجين الآن . تم الاطلاع عليه في 5 يوليو 2019 .
  84. ↑ "تحديات تخزين الهيدروجين" . Energy.gov . تم الاطلاع عليه في 7 يوليو 2019 .
  85. ↑ وانغ، كير-جيون؛ صن، مينغوي؛ شيا، رويبينغ؛ ماو، تشي-هونغ (2016). "إطار عمل التكافل بين الإنسان والروبوت في أجهزة الهيكل الخارجي". المؤتمر الدولي لتكنولوجيا الصناعة IEEE لعام 2016 (ICIT) . الصفحات 1500-1506 . doi : 10.1109/ICIT.2016.7474982 . ISBN  978-1-4673-8075-1.
  86. ↑ تشانغ، خوان جوان؛ فيرز، بيتر؛ ويت، كيربي أ.؛ جاكسون، راشيل و.؛ بوغنسي، كاثرين ل.؛ أتكسون، كريستوفر ج.؛ كولينز، ستيفن هـ. (23 يونيو 2017). "تحسين مساعدة الهيكل الخارجي أثناء المشي بمشاركة الإنسان". مجلة ساينس . 356 (6344): 1280-1284 . Bibcode : 2017Sci...356.1280Z . doi : 10.1126/science.aal5054 . PMID 28642437 . 
  87. ↑ بود، رومان؛ مانزوري، علي رضا؛ إيسبرت، أوكي؛ بوري، محمد (27 يوليو 2021). "مراجعة استراتيجيات التحكم في الهياكل الخارجية للأطراف السفلية للمساعدة في المشي" . مجلة الهندسة العصبية وإعادة التأهيل . 18 (1): 119. doi : 10.1186/s12984-021-00906-3 . PMC 8314580. PMID 34315499 .  
  88. ↑ تشانغ، يو-بينغ؛ كاو، غوانغ-تشونغ؛ لي، لينغ-لونغ؛ دياو، دونغ-فنغ (مارس 2024). "التحكم التفاعلي في روبوتات الهيكل الخارجي للأطراف السفلية: مراجعة". مجلة IEEE للمستشعرات . 24 (5): 5759-5784 . Bibcode : 2024ISenJ..24.5759Z . doi : 10.1109/JSEN.2024.3352005 .
  89. ↑ بلال، محمد؛ الشيخ، نائل؛ الجراح، أحمد؛ حسين، عرفان (2024). "مناهج التعلم العميق لتحسين التحكم في الهيكل الخارجي للأطراف السفلية: مراجعة" . IEEE Access . 12 : 143883-143907 . Bibcode : 2024IEEEA..12n3883B . doi : 10.1109/ACCESS.2024.3414175 .
  90. ↑ ناف، ماتياس ب.؛ جونيوس، كارين؛ روسيني، ماركو؛ رودريغيز-غيريرو، كارلوس؛ فاندربورغت، برام؛ ليفيبير، ديرك (سبتمبر 2018). "تعويض عدم المحاذاة لتحقيق التوافق الحركي الكامل بين الإنسان والهيكل الخارجي: أحدث التقنيات والتقييم". مراجعات الميكانيكا التطبيقية . 70 (5) 050802. Bibcode : 2018ApMRv..70e0802N . doi : 10.1115/1.4042523 .
  91. ↑ غونزاليس، أوسكار (25 سبتمبر 2019). "استدعاء خوذة درع القوة من لعبة Fallout بسبب وجود عفن" . CNET . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2020 .
  92. ↑ ليبتاك، أندرو (10 ديسمبر 2017). "18 بدلة درع قوية من الخيال العلمي لا ترغب في مواجهتها في ساحة المعركة" . ذا فيرج .
  93. ↑ ماتوليف، جيفري (23 يناير 2016). "مجسم درع الطاقة من لعبة Fallout 4 بطول 14.5 بوصة يكلف 279 جنيهًا إسترلينيًا" . يورو غيمر . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2020 .
  94. ↑ ماتشكوفيتش، سام (13 نوفمبر 2018). "نقوم بفتح صندوق درع القوة الخاص بلعبة Fallout 76 والذي يبلغ سعره 200 دولار أمريكي، حتى لا تضطروا إلى ذلك" . آرس تكنيكا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2020 .
  95. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 443113A ، "دعامة جسم زنبركية"، صدرت بتاريخ 23 ديسمبر 1890 
  96. ↑ US1202851A ، كيلي، روبرت إيميت، "دعامة الظهر"، صدرت في 31 أكتوبر 1916 
  97. ↑ US703477A ، راسل، مانينغ دبليو، "دعامة للجسم"، صدرت في 1902-07-01 
  98. ↑ US401223A ، "دعامة للظهر والساقين"، صدرت في 9 أبريل 1889 
  99. ↑ US406663A ، "دعامات البستاني وجامع القطن"، صدرت في 9 يوليو 1889 
  100. ↑ US759809A ، فارلي، جون سي، "قطف القطن أو التوت أو الخضراوات أو براز الألبان"، صدر في 10 مايو 1904 
  101. ↑ US1417250A ، إيميت، كيلي روبرت، "دعامة ظهر"، صدرت في 23 مايو 1922 
  102. ↑ US46365A ، "تحسين دعامات الأسلحة للرماة"، صدر في 14 فبراير 1865 
  103. ↑ US1198202A ، درينكارد، كينتون، "أداة صيد"، صدرت في 12 سبتمبر 1916 
  104. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 507481A ، "دعامة مظلة"، صدرت بتاريخ 24 أكتوبر 1893 
  105. ↑ US921900A ، شوستر، أنسون إي، "جهاز لدعم المظلات"، صدر بتاريخ 18-05-1909 
  106. 1 2 US420179A ، "جهاز لتسهيل المشي"، صدر بتاريخ 28-01-1890 
  107. ↑ US440684A ، "جهاز لتسهيل المشي"، صدر بتاريخ 18-11-1890 
  108. ↑ US420178A ، "قيد التشغيل"، صادر بتاريخ 28 يناير 1890 
  109. ↑ US406328A ، "بيترز"، صدر في 2 يوليو 1889 
  110. ↑ US1308675A ، كيلي، ليزلي سي، "بيدوموتور"، صدر في 1919-07-01 
  111. ↑ US337146A ، غلوكسمان، جوزيف، "حذاء ربيعي"، صدر في 2 مارس 1886 
  112. ↑ US1043648A ، ويفر، إدغار ستانلي، "دعامة جسم المريض"، صدرت في 5 نوفمبر 1912 
  113. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 44499A ، "تحسين في دعامات الأطراف"، الصادرة بتاريخ 4 أكتوبر 1864 
  114. ↑ زارودني إس جيه. بامبوشادر - وسيلة مساعدة آلية للحركة. مختبر أبحاث المقذوفات؛ 1963. رقم التقرير: 1524.
  115. ↑ دولار إيه إم، هير إتش. الهياكل الخارجية للأطراف السفلية والأجهزة التقويمية النشطة: التحديات وأحدث التقنيات. مجلة IEEE للمعاملات في مجال الروبوتات. 2008؛ 24(1): 144-158. متاح على الإنترنت على الرابط التالي: https://www.eng.yale.edu/grablab/pubs/dollar_tro_exos.pdf
  116. ↑ فيك، بروس ر؛ ماكينسون، جون ب (31 أغسطس 1971). نموذج هارديمان الأول لتعزيز قوة الإنسان وقدرته على التحمل آليًا (تقرير). DTIC AD0739735 .
  117. ↑ كازيروني، هـ.؛ تشو، أندرو؛ ستيجر، رايان (يناير 2007). "ما لا يستقر، لن يزيدنا إلا قوة". المجلة الدولية لأبحاث الروبوتات . 26 (1): 75-89 . doi : 10.1177/0278364907074472 .
  118. ↑ بيليس، ماري. "الهياكل الخارجية لتعزيز الأداء البشري" . ThoughtCo . تم ​​الاسترجاع في 20 فبراير 2016 .
  119. ↑ US3449769A ، ميزن، نيل جيه، "جهاز هيكلي خارجي يعمل بالطاقة لتضخيم قوة الإنسان استجابةً لحركات الجسم الطبيعية"، صدر في 17 يونيو 1969 
  120. 1 2 ريد، مونتي ك. (2014). "الهيكل الخارجي LIFESUIT يمنحهم القدرة على المشي، لذا سيمشون". مؤتمر IEEE العالمي للتكنولوجيا الإنسانية (GHTC 2014) . الصفحات 382-385 . doi : 10.1109/GHTC.2014.6970309 . ISBN  978-1-4799-7193-0.
  121. ↑ تشيو، شوانغ؛ باي، تشونغكاي؛ وانغ، تشين؛ تانغ، تشييونغ (مارس 2023). "مراجعة منهجية للهياكل الخارجية الروبوتية القابلة للارتداء للأطراف السفلية للمساعدة على الحركة" . مجلة الهندسة الحيوية . 20 (2): 436-469 . doi : 10.1007/s42235-022-00289-8 .
  122. ↑ كومار، فيكاش؛ هوت، يوغيش ف.؛ جاين، شيفام (2019). "مراجعة الهيكل الخارجي: التاريخ والتصميم والتحكم". المؤتمر الدولي الثالث لعام 2019 حول التطورات الحديثة في التحكم والأتمتة وهندسة الطاقة (RDCAPE) . نويدا، الهند. الصفحات 677-682 . doi : 10.1109/RDCAPE47089.2019.8979099 . ISBN  978-1-7281-2068-3.{{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  123. ↑ غوان، شينيو؛ جي، لينهونغ؛ وانغ، رينتشنغ (2016). "تطوير الهياكل الخارجية وتطبيقاتها في إعادة التأهيل" . وقائع مؤتمر MATEC الإلكتروني . 40 : 02004. doi : 10.1051/matecconf/20164002004 . ProQuest 1761136301 . 
  124. ↑ كيم، سون ووك؛ سرينيفاسان، ديفيا؛ نوسباوم، موري أ.؛ ليونيسا، ألكسندر (2021). "مشية الإنسان أثناء المشي على سطح مستوٍ باستخدام هيكل خارجي آلي كامل الجسم: لم تكن نزهة سهلة بعد" . IEEE Access . 9 : 47901-47911 . Bibcode : 2021IEEEA...947901K . doi : 10.1109/ACCESS.2021.3068836 . hdl : 10919/102986 .
  125. ↑ كيلر، جاريد (11 يوليو 2021). "القصة الداخلية وراء سعي البنتاغون المشؤوم للحصول على بدلة "الرجل الحديدي" في الواقع" . مهمة وهدف . تم الاسترجاع في 8 أبريل 2025 .
  126. 1 2 "الهيكل الخارجي الروبوتي، الحاصل الآن على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية، لا يزال قيد الدراسة في مستشفى برونكس للمحاربين القدامى" . www.research.va.gov . تاريخ الاطلاع: 8 أبريل 2025 .
  127. ↑ بينيللي، إريكا؛ زينو، رافاييل؛ باروني، جوزيبي؛ براغونزوني، لورا (أغسطس 2024). "معوقات وميسرات استخدام الهياكل الخارجية لدى الأشخاص المصابين بإصابات في الحبل الشوكي: مراجعة منهجية". الإعاقة والتأهيل: التكنولوجيا المساعدة . 19 (6): 2355-2363 . doi : 10.1080/17483107.2023.2287153 . hdl : 11585/950825 . PMID 38009458 . 
  128. ↑ بهجاتي أشتياني، محمد؛ موريس، والاس؛ أوجيلادي، أنوولوابو؛ كيم، سون ووك؛ أكينواندي، فايسايو؛ بار، آلان؛ هاريس-آدمسون، كاريسا؛ أكانمو، أبيولا؛ نوسباوم، موري أ. (مايو 2025). "فهم دوافع ومعوقات تبني الهياكل الخارجية السلبية لدعم الظهر والذراعين في قطاع البناء: نتائج المقابلات والاختبارات الميدانية قصيرة الأجل". المجلة الدولية لهندسة العوامل البشرية الصناعية . 107 103732. doi : 10.1016/j.ergon.2025.103732 .
  129. ^ محمود، ديلروبا؛ بينيت، شون T.؛ تشو، تشنهوا؛ أدامكزيك، بيتر ج. وينر، مايكل. فيراماني، دارماراج؛ داي ، فاي (2022/12/18). "تحديد الميسرات والعوائق والحلول المحتملة لاعتماد الهياكل الخارجية والبدلات الخارجية في أماكن عمل البناء" . أجهزة الاستشعار . 22 (24): 9987. بيب كود : 2022Senso..22.9987M . دوى : 10.3390/s22249987 . بمك 9785667 . بميد 36560355 .  
  130. ↑ "القاعدة النهائية لنظام الدفع المستقبلي للرعاية الصحية المنزلية للسنة التقويمية 2024 (CMS-1780-F) | CMS" . www.cms.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2025 .
  131. ↑ «أصدرت مراكز خدمات الرعاية الطبية (CMS) قاعدة مقترحة تُعرّف أجهزة تقويم العظام والهياكل الخارجية الآلية بأنها "دعامات" | AOPA - الجمعية الأمريكية لتقويم العظام والأطراف الصناعية» . www.aopanet.org . تاريخ الاطلاع: 8 أبريل 2025 .
  132. ↑ موريس، ليا؛ ديتيساوات، ريتشارد س.؛ رحمن، ناهيان؛ تورتون، إيلي؛ كرامب، ماري؛ روسيتر، جوناثان (30 يناير 2023). "أحدث ما توصلت إليه الروبوتات اللينة في مجال المساعدة على الحركة: مراجعة للقيود التي حددها أخصائيو العلاج الطبيعي والمرضى للهياكل الخارجية الحالية للأطراف السفلية والحلول الروبوتية اللينة المحتملة" . مجلة الهندسة العصبية وإعادة التأهيل . 20 (1): 18. doi : 10.1186/s12984-022-01122-3 . PMC 9885398. PMID 36717869 .  
  133. ↑ مركز أبحاث السرطان - قسم علوم الحركة والطب بجامعة واشنطن (16 نوفمبر 2022). مؤتمر الهياكل الخارجية (2022): الكلمة الرئيسية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2025 – عبر يوتيوب.
  134. ↑ باربييري، ماريا (11 أكتوبر 2023). "تقرير: التقنيات الناشئة للوقاية من اضطرابات الجهاز العضلي الهيكلي" . مسرّع تقنيات السلامة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2025 .
  135. ↑ أبيري، فيليب؛ كانيتي، إليسا؛ هينغ، واين (16 فبراير 2025). "دور الهياكل الخارجية للأطراف السفلية في إعادة التأهيل: مراجعة شاملة" . مراجعات العلاج الطبيعي . 30 (2): 118-136 . doi : 10.1080/10833196.2025.2465937 .
  136. ↑ كاثرو، إيلا (2024-11-20). "تقرير: معالجة اضطرابات الجهاز العضلي الهيكلي في القطاعات الصناعية باستخدام التقنيات الناشئة" . مسرّع تقنيات السلامة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-04-08 .
  137. 1 2 ليفينت، ج.؛ مونيز، أ.ب. (2024). "تقييم الهياكل الخارجية لأنشطة العمل: المعضلة الكامنة وراء المنتج" . العلوم التطبيقية . 14 (7108): 7108. doi : 10.3390/app14167108 . hdl : 10362/172963 .
  138. ^ ميخيا جالون، فالنتينا. سانشيز كاباركاس، ماتيو؛ بارا، خافيير؛ بابون، يسوع؛ بونيه ، كزافييه (يناير 2025). "تحليل مقارن لـ sEMG للأطراف السفلية والحركيات في محاكي التزلج مع دعم الركبة بالهيكل الخارجي: دراسة حالة" . مجلة الميكانيكا الحيوية متعددة التخصصات . المؤتمر التاسع والأربعون لجمعية الميكانيكا الحيوية 14561. doi : 10.46298/mbj.14561 . هال هال-04738051 . 
  139. ↑ "تقرير التقنيات الناشئة للوقاية من اضطرابات الجهاز العضلي الهيكلي - المجلس الوطني للسلامة" . www.nsc.org . تاريخ الاطلاع: 8 أبريل 2025 .

للمزيد من القراءة

  • زونيغا أفيليس، لويس أدريان؛ كروز مارتينيز، جورجيو ماكنزي (2024). تصميم الهياكل الخارجية (  الطبعة الأولى). بوكا راتون: مطبعة CRC. دوى : 10.1201/9781003261995 . رقم ISBN 9781003261995.