محمدرضا کریمی
هوشنگ همامی، استاد برق و رایانه دانشگاه ایالتی اوهایو می گوید:«بیشتر مطالعاتی که در رابطه با حفظ تعادل در انسان ها انجام گرفته اند، بر بخش بالایی بدن متمرکز شده اند و از اهمیت پاها غافل شده اند.»
همامی و همکارش لورا همفری مدلی رایانه ای طراحی کرده اند که به چهار بخش مختلف پا اختصاص یافته. این مدل به آنها اجازه می دهد روی فشار پاها و انگشتان تمرکز کنند و در همان حال حرکت روبه جلوی بدن را دستکاری کنند. آنها به این ترتیب با تکیه بر مدل رایانه ای خود شبیه سازی هایی از تعادل ایستا (استاتیک) و نیز حرکت روبه جلوی بدن انجام داده اند.
تعادل ایستا به موقعیتی گفته می شود که سوژه راست و عمودی یا در یک زاویه مشخص می ایستد و در این موقعیت می تواند با سطح کامل کف پا روی زمین تثبیت شود. با مدل رایانه ای می توان حرکات روبه جلوی بدن را به شکل نامحدود انجام داد. درحالی که سوژه های انسانی در این وضعیت ها خستگی عضلانی را تجربه خواهند کرد.
آنها با بهره گیری از این مدل آزمایشاتشان را در سه زمینه متمرکز کردند. تعادل ایستایی در سوژه های سالم، تعادل ایستایی در سوژه هایی با قدرت تقلیل یافته انگشتان و حرکت رو به جلو در سوژه های سالم.
برای این که وضعیت قدرت تقلیل یافته انگشتان تقلید شود، همامی و همفری ماهیچه ای که درست بالای انگشت بزرگ پای مدل رایانه ای شان قرار گرفته بود را تضعیف کردند. این ماهیچه به کنترل قوس پا کمک و از بدن در حالت ایستاده حمایت می کند. این ماهیچه به کنترل قوس پا کمک می کند و از بدن در حالت ایستاده حمایت می کند.
نتایج تحقیق نشان داد که نقش انگشتان پا در شخص سالمی که حرکت رو به جلو دارد اهمیت فزاینده ای دارد. هنگامی که بدن مدل رایانه ای حرکت رو به جلو دارد، فشار در زیر انگشتان به طور قابل توجهی افزایش می یابد و فشار زیر پاشنه پا در مدت مشابه کاهش می یابد.
موقعی که همان آزمایشات مربوط به تعادل ایستایی روی بدن مدل رایانه ای با قدرت تقلیل یافته انگشتان انجام شد، فشار زیر انگشتان صفر باقی ماند. درابتدا، فشار زیر پاشنه پا به طور قابل توجهی در سوژه سالم بالاتر بود و چنان که بدن حرکت رو به جلو داشت، فشار زیر پاشنه پا تنها به میزان نیمی از مقداری که آن در سوژه سالم بود کاهش یافت.
این محققان می گویند که حالا از مدل رایانه ای قابل توجهی برخوردارند و امیدوارند که در آینده دستگاه حسی و دیگر کارکردهای انگشتان در فعالیت های انسانی گوناگونی را کشف کنند. همامی امیدوار است که در آینده ستون فقرات انسان را نیز مدل سازی کند و کشش لازم برای وظایف مشخص را تعیین کند. از جمله این وظایف می توان به مقدار فشار لازم برای نگه داشتن یک تخم مرغ در دست بدون افتادن یا خرد شدن اشاره کرد.
او می گوید:«امیدوارم کارم برای ساختن مدل هایی از بخش های مختلف بدنه ربات ها که مشابه بدن انسان حرکت می کنند الهام بخش باشد. اگر شما بتوانید ربات یا مدلی رایانه ای بسازید که مثل بازیکن فوتبال به توپ ضربه می زند، از این که بخش های مختلف بدن در طول حرکت چگونه کار می کنند فهم بهتری پیدا می کنید. به این ترتیب شاید بتوانید یک ستون فقرات مصنوعی بسازید که به معلولان کمک می کند. وصل کردن ستون فقرات رباتی به خارج بدن یک معلول می تواند به رشد ماهیچه ای او کمک کند.»
منبع: http://www.ece.osu.edu/news/2011/03/news-new-model-shows-important-feet-toes-body-balance