ربات صنعتي پژوهشي 4 درجه آزادي با گيربكس خورشيدي زمينه فني: مكانيك، برق، كامپيوتر از آنجايي كه طراحي و ساخت ربات نياز به زمينه هاي متعدد فني دارد، لذا در اين اختراع نيز، زمينه مكانيك، برق و كامپيوتر دخيل بوده اند. ربات هاي اسكرا، چهار درجه آزادي دارند كه عموماً در خطوط توليد استفاده مي شوند. در ساخت اين ربات از 4 سرو موتور استفاده شده است. طراحي و ساخت يك ربات اسكراي ارزان، با سرعت و تكرارپذيري در سطح ربات هاي جهاني هدف اصلي اين اختراع مي باشد. با وجود استفاده از قطعات ارزان تر (به عنوان مثال، گيربكس خورشيدي نسبت به هارمونيك درايو) به دليل شرايط موجود، سرعت و تكرارپذيري ربات در سطح ربات هاي جهاني است. تكرارپذيري (به ترتيب در صفحهxy ، 0/01± ميليمتر، در راستاي z، 0/03± ميليمتر و در چرخش ابزارگير 0/02± درجه) و سرعت بالا (به ترتيب شماره مفاصل، °⁄sec400، °⁄sec700، °⁄sec1100 و mm⁄sec1100) از ويژگي هاي فني برجسته ربات مي باشد. در طراحي و ساخت مفاصل ربات نيز نوآوري هايي صورت گرفته است، به نحوي كه برخلاف نمونه هاي ديگر قابليت مونتاژ ربات بدون استفاده از موتورها و گيربكس ها به عنوان بخشي از مكانيزم وجود دارد. بر خلاف ربات هاي دنيا، سيستم كنترلي سورس-باز تحت كامپيوتر اين ربات، ويژگي هاي تحقيقاتي خاصي را به اين ربات صنعتي افزوده است.

اختراع دستگاه تشخيص حركت عضلات باقي مانده در معلولان قطع عضو و طراحي و ساخت پروتز مبتني بر آن(Movement Detection system for remained muscles of amputated limb and designing prosthesis based on it) كه در زمينه تجهيزات پزشكي و الكترونيك كاربرد دارد، براي حل اين مشكل كه در بيماران مبتلا به قطع اندام جهت شناسايي حركت ارادي مد نظر بيمار و در نتيجه حركت متناظر پروتز مصنوعي آن دچار مشكل هستيم ساخته شده است با اين راه حل كه در داخل عضلات ساعد يا هر عضو مورد نظر، يك تگ بيومتريال(مانند يك گوي كوچك آهنربايي) كه قابل شناسايي توسط گيرنده مخصوص خود از روي پوست است(مانند يك گيرنده مغناطيسي)،قرار داده شود. با حركت عضله اين تگ نيز حركت خواهد كردو چون اين جسم هميشه مسيري مشخص را طي مي كند ميزان حركت و سرعت آن با شبكه گيرنده هاي ماتريسي بيرون پوست و داخل پروتز رديابي مي شود. گيرنده دو پارامتر موقعيت و سرعت را در اختيار پردازنده گذاشته و پردازنده موتورهاي الكتريكي متناظر را به حركت درمي آورد. با توجه به تعدد عضلات باقيمانده و عدم نياز به تفسير امواج عصبي دخيل در انقباض، امكان افزايش درجه آزادي و انجام تعداد حركات ارادي بيشتر وجود دارد.

حس لامسه سه بعدي به وسيله كارگزاري تگ هاي مغناطيسي كه درزمينه پزشكي و تجهيزات پزشكي كاربرد دارد، از دست دادن حس دردست،پا وساير قسمتهاي بدن بعداز آسيبها ودربيماريهاي مختلف وهمچنين پروتز اندام بعداز قطع شدگي منجربه معلوليت قابل ملاحظه ميشود وحتي با انجام عملها فيبرهاي عصبي معمولا قابليت حسي دست به درجاتي مختل ميماندو دوما حداقل 6 ماه زمان جهت ريكاوري نسبي لازم است كه فرددراين مدت مشكلات زيادي درحركات دست خواهدداشت. حس لامسه سه بعدي عبارت است ازتوانايي تشخيص سايز،شكل وجنس اشيا بااستفاده از لمس وبدون كاربردحس بينايي وشنوايي وآستانه two point discrimination عبارت است از نزديكترين فاصله بين دو نقطه كه فرد توانايي تشخيص آنهارا بصورت مجزا دارد ونرمال آن درنواحي مختلف بدن متفاوت است (از 2ميليمتر درنوك انگشتان تا 40 ميليمتر درپشت). دراين سيستم سنسورهاي موجود در اندام(اندام مصنوعي يااندام آسيب ديده) محرك رادريافت وسيگنال توليد شده پس از تحليل توسط پردازنده به ماتريكس آهنرباي مغناطيسي (coil) طراحي شده روي پوست پروگزيمال استامپ منتقل ميشود دراين مرحله براساس پترن كويلهاي فعال شده آهنرباهاي متناظر هر يك كه در زير پوست ( به روش جراحي يا با استفاده از جايگذار گوي آهنربايي طراحي شده) قرار گرفته اند فعال واين منجربه تحريك عصب و القا حس خواهد شد.

اختراع سامانه القاي حس عمقي به وسيله كارگزاري تگ هاي مغناطيسي كه درزمينه تجهيزات پزشكي كاربرددارد، بسياري ازبيماران فاقد حس عمقي مي باشندكه مي تواند بعلت قطع اندام، نوروپاتي هاي محيطي مانند ديابت ويا اختلالات مغزي-نخاعي باشد. بطور مثال دربيمار قطع اندام زير زانو بعلت عدم وجودحس عمقي درپا ومچ پا حركات ورفلكسهاي جبراني تعادلي درحين ايستادن، راه رفتن ويا بخصوص حركات پيچيده اندام مختل مي باشد. دراختراع حاضرما ازطريق كارگذاري تگ غيرفعال (Inactive) مانند مگنت درباقيمانده عضلات در افرد آمپوته ويا درعضلات پاتولوژيك ويا حتي سالم وقرار دادن آن درميدان مغناطيسي كنترل شده درمسير تگ و درنتيجه كشيدن ورها كردن تگ وعضله مربوطه به نسبت هاي مختلف، رفلكس نخاعي-عضلاني فعال ورفلكسهاي تعادلي ايجاد ميگردند. راه حل ارايه شده جهت حل اين مشكل استفاده ازتگهاي مغناطيسي(آهنربا) درداخل عضله ويا تاندون مي باشد كه باجراحي جاگذاري مي شوند. تگ ها مي توانند در چندعضله مختلف آگونيست ويا آنتاگونيست قرار بگيرند. درخارج از بدن وچسبيده به پوست يك وسيله باميدان مغناطيسي تحت كنترل قرار داده خواهدشد كه سيستم فوق با تغيير شدت، امتداد، طول ومدت ميدان مغناطيسي درجهت ويا خلاف جهت ميدان مغناطيسي تگ داخل عضله خاص، تگ ذكر شده را درطول عضله مي كشد ويا هل مي دهد.

اختراع فاصله دهنده ي آهنربايي فضاي مفصلي داخل بدني كه درزمينه تجهيزات پزشكي كاربرد دارد، ديستركشن مفصلي بصورت ماكروسكوپي منجر به كاهش آسيب غضروف و التهاب سينويوم شده وغضروف محتوي پروتئوگليكان بيشتر و كلاژن دناتوره كمتر است كه پروتئوگليكان تازه ساخته شده مقاومت بيشتري در غضروف دارد. همچنين ديستركشن مفصل باعث بازسازي (remodeling) استخوان ساب كوندرال و درنتيجه تغيير محيط مكانيكي مفصل كه دژنريشن غضروف را متوقف ميكند ميشود. براي حل مشكلات فوق، راه حل ارائه شده دراين پتنت دو قطب همنام دو آهنرباست كه دراستخوانهاي دوطرف مفصل فيكس شده اند روبروي هم قرارگرفته وميدان مغناطيسي هم بار دو آهنربا همديگررا دفع كرده ونيروي ديستركشن ايجاد مي كندو درنتيجه كاهش فشار مفصل كه در نهايت باعث بهبودي درد و عملكرد مفصل ميشود دست بند آهنربايي مجموعه اي از آهنرباهاي هم قطب مي باشند كه در خارج از بدن قرار مي گيرد و آهنرباي موجود در كپيتيت را به ديستال مي راند.

اختراع ديستركت كننده آهنربايي داخل بدني مفاصل كه در زمينه پزشكي كاربرد دارد؛ براي حل اين مشكل كه.بيماريهاي دژنراتيو مفصل (آرتروز) درمان قطعي ندارند و درمانهاي حال حاضر در بسياري از موارد مثل مصرف NSAIDs اثر ثابت شده اي در كنترل روند بيماري ندارند و صرفا جهت كاهش درد مورد استفاده قرار مي گيرند. .با راه حل بكارگيري آهنربا در استخوان هاي دو طرف مفصل CMC انگشت شست (trapezium و first metacarpal) و نيروي دافعه بين آنها باعث ايجاد ديستركشن مطلوب و در نتيجه كاهش فشار مفصل در بيماري استئوآرتريت شد، كه در نهايت باعث بهبودي درد و عملكرد مفصل ميشود. همچنين با توجه به اينكه پتانسيل هاي پيزوالكتريك كه توسط ميدان الكترو مغناطيسي ايجاد مي شود، در نقش سيگنال هاي هدايت كننده اي است كه در بافت استخواني منجر به bone formation مي شود و با مكانيسمي مشابه، در بافت غضروف منجر به تحريك كندروسيت ها جهت سنتز بيشتر پروتئوگليكان مي گردد حفظ stability اين مفصل در حين ديستركشن امري بسيار ضروري است. بنابراين اعمال نيروي دافعه ي كافي به شرط حفظ پايداري مفصل، نيازمند بررسي كينتيك، كينماتيك و بيومتري دقيق مفصل مي باشد كه در اين پتنت لحاظ شده است.

اختراع حاضر ارائه دهنده راد اختصاصي تاندون ترنسفر ساعد جهت جراحي كاشت تگ هاي مغناطيسي در عضلات باقي مانده فرد آمپوته با هدف كنترل دست مصنوعي ميباشد. راد اختصاصي تاندون ترنسفر ساعد طراحي شده بصورت راد و انعطاف پذير ميباشد و ميتواند از جنس biocompatible با بدن مانند سيليكون يا پليمر باشد قطر رادها مي تولند 4، 5، 6، 7، 8، 9، و 10 ميليمتر باشد. جهت انتخاب قطر راد مناسب، جيكسي تعبيه شده كه از دايره هايي به قطر 4 تا 10 ميليمتر مي باشد و قطر تاندون آگونيست با آن سنجيده مي گردد. رنگها حداقل در 5 رنگ قابل تفكيك از هم (سياه، سفيد، قرمز، آبي و زرد) مي باشند. در مركز هر راد مخصوص خطي از ماده حاجب مي باشد كه براي هر رنگ تعداد و الگوي خط حاجب متفاوت است تا در حين راديوگرافي قابل تفكيك باشد. انتهاي هر راد مخروطي شكل مي باشد تا به راحتي از غشا بين استخواني عبور كند. ابتداي راد به صورت حفره اي استوانه اي جهت قرار گرفتن تاندون در آن مي باشد. ناحيه توخالي استوانه اي داراي دو شكاف در دو طرف جهت فيكس شدن بهتر با سايزهاي متفاوت تاندون مي باشد. هر راد مخصوص در ابتدا و انتها داراي دو باله در امتداد هم مي باشد كه قطر راد در آن ناحيه ها كمتر شده و امكان اتصال راحت تر راد به نسج اطراف را در دو طرف غشا بين استخواني ممكن مي كند. اين عمل جراحي شامل 2 مرحله است: 1. ايجاد سه ( يا بيشتر بر اساس تعداد پورت مورد نياز) كانال با استفاده از راد اختصاصي طراحي شده و 2. تاندون ترنسفر عضلات آگونيست و آنتاگونيست و كاشت تگ مغناطيسي در نقطه موسكولوتندينيوس (اتصال تاندون و عضله).