مجموعه Severance Hospital هدایت بخش بالینی (clinical work) یک پروژه با بودجه دولتی را بر عهده دارد تا یک wearable exoskeleton (اسکلت بیرونی پوشیدنی) توسعه دهد که با استفاده از AI، مقاصد حرکتی یک بیمار quadriplegic (مبتلا به فلج چهاراندام) را از طریق سیگنالهای مغزی میخواند.
بر اساس بیانیه رسانهای Severance Hospital، این پروژه هفت ساله، ۲۰.۲۵ میلیارد وون (۱۳ میلیون دلار) بودجه دولتی دریافت خواهد کرد و مجموع سرمایهگذاری با احتساب مشارکتهای بخش خصوصی به حدود ۳۰ میلیارد وون (۱۹ میلیون دلار) میرسد.
موضوع پروژه (WHAT'S IT ABOUT)
هدف این پروژه توسعه یک تجهیز پزشکی با «ارتباط دوطرفه مغز-هوش مصنوعی-ربات» (bidirectional brain-AI-robot linkage) است که از آن تحت عنوان "wearable humanoid" یاد میشود. این سیستم با استفاده از AI، مقاصد حرکتی (motor intentions) بیمار را از سیگنالهای مغزی خوانده و ربات را بر اساس آن به حرکت درمیآورد.
این سیستم همچنین به گونهای طراحی شده است که اطلاعات مربوط به لامسه (tactile)، فشار (pressure) و وضعیت بدن (posture) که توسط ربات تشخیص داده میشود را مجدداً به مغز بازگرداند.
کاربران هدف این پروژه بیماران مبتلا به فلج اندام ناشی از شرایطی مانند آسیب نخاع گردنی (cervical spinal cord injury) یا اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (amyotrophic lateral sclerosis یا ALS) هستند که ممکن است همزمان دچار اختلالات حرکتی و حسی باشند.
اهمیت موضوع (WHY IT MATTERS)
به گفته Severance Hospital، تا به امروز، بازیابی مدارهای بیولوژیک (biological circuits) که حرکت و حس را به هم متصل میکنند، همچنان یک چالش عمده در پزشکی بازتوانی (rehabilitation medicine) محسوب میشود. رویکردهای فعلی بیشتر بر به حداکثر رساندن عملکردهای بدنی باقیمانده بیماران و استفاده از دستگاههای کمکی (assistive devices) برای پشتیبانی از فعالیتهای روزمره تمرکز داشتهاند.
شرکت Angel Robotics توسعه full-body exoskeleton را هدایت میکند، در حالی که دپارتمانهای پزشکی بازتوانی (Departments of Rehabilitation Medicine) در Severance Hospital و Gangnam Severance Hospital هدایت بخش بالینی را بر عهده دارند.
این کنسرسیوم شامل نه موسسه است؛ به طوری که Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) و سایر شرکا توسعه فناوری ارتباطات مغزی (brain connectivity technology) را انجام میدهند، Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) پردازش سیگنالهای مغزی مبتنی بر AI را بر عهده دارد، و دپارتمان جراحی مغز و اعصاب (Department of Neurosurgery) در Seoul National University Hospital، عمل جایگذاری الکترودهای مغزی را انجام میدهد.
مجموعه Severance Hospital وظیفه طراحی پروتکلهای کارآزمایی بالینی (clinical trial protocols)، جذب و ارزیابی بیماران، و تأیید قابلیت استفاده و ایمنی ربات را بر عهده خواهد داشت. مجموعههای Gangnam Severance Hospital، Samsung Medical Center و Pusan National University Hospital نیز از این فعالیتهای بالینی پشتیبانی میکنند.
روند توسعه در سه فاز پیش خواهد رفت:
- ۲۰۲۶ تا ۲۰۲۷: دستیابی به فناوریهای کلیدی برای الکترودهای تهاجمی کورتیکال با تراکم بالا (high-density cortical invasive electrodes) و یکپارچهسازی مغز و ربات.
- ۲۰۲۸ تا ۲۰۲۹: یکپارچهسازی سختافزار و نرمافزار و انجام کارآزماییهای بالینی بیماران.
- ۲۰۳۰ تا ۲۰۳۲: تکمیل نهایی دستگاه ترکیبی.
این سیستم یکپارچه، رابط مغزی (brain interface)، فناوری انکدینگ و دیکدینگ مبتنی بر AI، و full-body exoskeleton را از طریق ارتباطات با تأخیر فوقالعاده پایین (ultra-low latency communication) به هم متصل خواهد کرد. در فاز نهایی، تیم قصد دارد برای دریافت تأییدیه از Ministry of Food and Drug Safety (وزارت ایمنی غذا و داروی کره) و تجاریسازی محصول اقدام کند.
روند گستردهتر بازار (THE LARGER TREND)
پروژه wearable exoskeleton بخشی از طرح تحقیق و توسعه تجهیزات پزشکی پیشرفته بینوزارتی است؛ یک برنامه ۹۴۰.۸ میلیارد وونی (۶۱۰ میلیون دلار) که از ۲۰۲۶ تا ۲۰۳۲ اجرا شده و به طور مشترک توسط وزارتخانههای علوم، تجارت، بهداشت و ایمنی غذا و داروی کره جنوبی ترویج میشود. این برنامه از پروژههای توسعه تجهیزات پزشکی پیشرفته، از مرحله تحقیق و توسعه (R&D) تا تأییدیه رگولاتوری و تجاریسازی حمایت میکند.
بیمارستان Severance Hospital در سال ۲۰۱۱ اولین اتاق رباتیک برای گامدرمانی (robotic gait therapy) را در کره جنوبی راهاندازی کرد و در سال ۲۰۱۸ اولین مرکز بازتوانی رباتیک کشور را افتتاح نمود.
علاوه بر این، مرکز بازتوانی تنفسی (Respiratory Rehabilitation Center) در Gangnam Severance Hospital نیز در این پروژه مشارکت دارد تا با ارزیابی و مدیریت عملکرد تنفسی، از استفاده ایمن سیستم رباتیک در شرکتکنندگان پرخطر (high-risk participants) پشتیبانی کند.
در خارج از کره جنوبی نیز، پروژههای تحقیقاتی دانشگاهی، رباتهای پوشیدنی برای کمک به بازتوانی حرکتی توسعه دادهاند. اواخر سال گذشته در استرالیا، محققان University of Queensland یک wearable exoskeleton ساختند تا به افراد مبتلا به بیماری نورون حرکتی (motor neuron disease) کمک کنند برای مدت طولانیتری راه بروند.
همچنین، محققان Hong Kong Polytechnic University یک ربات پوشیدنی مچپا-پا (wearable ankle-foot robot) برای بهبود نحوه راه رفتن (gait) و عملکرد اندام تحتانی در بیماران سکته مغزی (stroke patients) توسعه دادهاند.