أجهزة مساعدة نسيجية مطبوعة ثلاثية الأبعاد مدفوعة بالذكاء الاصطناعي للأشخاص ذوي الإعاقة
DOI:
https://doi.org/10.35560/jcofarts1850الكلمات المفتاحية:
الذكاء الاصطناعي؛ الطباعة ثلاثية الأبعاد؛ المنسوجات الذكية؛ الأجهزة المساعدة؛ دمج الأشخاص ذوي الإعاقة؛ التصميم التوليدي؛ التكنولوجيا القابلة للارتداءالملخص
يؤدي التكامل بين الذكاء الاصطناعي والتصنيع بالإضافة إلى تطوير نظام تصميم يتيح إنشاء أجهزة مساعدة مخصصة ومنخفضة التكلفة، تستند إلى الاحتياجات الفردية الخاصة بالأشخاص ذوي الإعاقة. توضح هذه الدراسة عملية لتصميم وتصنيع نموذج أولي لجهاز مساعد نسيجي مطبوع ثلاثي الأبعاد ومدعوم بالذكاء الاصطناعي، باستخدام مواد مرنة تشمل البولي يوريثان الحراري باللدونة (TPU) والنايلون-12. ويعتمد التصميم على شبكة توليدية تنافسية مشروطة (cGAN) لتوليد أشكال هندسية فردية لأجهزة مساعدة مستوحاة من المنسوجات، من خلال التحسين متعدد الأهداف الذي يراعي الملاءمة التشريحية، والأداء الميكانيكي، والمسامية، وتكلفة التصنيع، بالاعتماد على بيانات المسح التشريحي ثلاثي الأبعاد.
وأظهرت الدراسة الفوائد المحتملة للنمذجة والتصنيع التكراري المدعومين بالذكاء الاصطناعي من حيث كفاءة استخدام المواد، وخفض تكلفة التصنيع، وتحسين الراحة التي أبلغ عنها المستخدمون. وأشارت النتائج التجريبية إلى انخفاض بنسبة 40.3% في استخدام المواد، وانخفاض بنسبة 41.7% في تكلفة التصنيع بالنسبة إلى التصميمات المحسّنة باستخدام الذكاء الاصطناعي، إلى جانب انخفاض بنسبة 65.6% في إجمالي دورة التصميم إلى التصنيع. كما تحسنت الخصائص الميكانيكية التي جرى تقييمها بنسب تراوحت بين 13.8% و25.3% مقارنة بالتصميمات التقليدية المناظرة. وأظهرت تغذية المشاركين الراجعة بشأن قابلية الاستخدام متوسطًا كليًا بلغ 4.6 من 5، مما يشير إلى اتجاهات إيجابية بوجه عام نحو الراحة، والتهوية، والمرونة. وتبرز هذه النتائج إمكانية توظيف الذكاء الاصطناعي والطباعة النسيجية ثلاثية الأبعاد والتصنيع بالإضافة في تطوير أجهزة مساعدة منخفضة التكلفة وشاملة تتمحور حول الإنسان، بما يسهم في دعم الحركة وإتاحة الوصول وتحسين جودة الحياة للأشخاص ذوي الإعاقة
المراجع
Abtew, M. A., Atalie, D., Dejene, B. K., & McBee-Black, K. (2025). Intelligent and electronic textile materials for adaptive apparel: Innovations, functional design, and future directions. Journal of Industrial Textiles, 55, 15280837251346789.
Almufareh, M. F., Kausar, S., Humayun, M., & Tehsin, S. (2024). A conceptual model for inclusive technology: Advancing disability inclusion through artificial intelligence. Journal of Disability Research, 3(1), 20230060.
Chopra, S., & Emran, T. B. (2024). Advances in AI-based prosthetics development. International Journal of Surgery, 110(8), 4538–4542.
Drakou, A., Papachristou, E., Tarnanidis, T., & Bilalis, N. (2024, September). Transforming fashion education: The impact of AI-driven 3D design on learning, creativity, and sustainability. In Proceedings of the 13th Hellenic Conference on Artificial Intelligence (pp. 1–6).
Howard, J., Fisher, Z., Kemp, A. H., Lindsay, S., Tasker, L. H., & Tree, J. J. (2022). Exploring the barriers to using assistive technology for individuals with chronic conditions: A meta-synthesis review. Disability and Rehabilitation: Assistive Technology, 17(4), 390–408.
Irovan, M., Indrie, L., Frunze, V., Florea-Burduja, E., & Raru, A. (2023). Digital methods in the development of adaptive clothing for people with disabilities. Industria Textila, (1), 1–7.
Liang, Z., Deng, Y., Shi, Z., Liao, X., Zong, H., Ren, L., ... Chen, F. (2025). AI-driven design of powder-based nanomaterials for smart textiles: From data intelligence to system integration. Advanced Powder Materials, 100356.
Morris, L., Cramp, M., & Turton, A. (2022). User perspectives on the future of mobility assistive devices: Understanding users’ assistive device experiences and needs. Journal of Rehabilitation and Assistive Technologies Engineering, 9, 20556683221114790.
Morris, L., Diteesawat, R. S., Rahman, N., Turton, A., Cramp, M., & Rossiter, J. (2023). The state-of-the-art of soft robotics to assist mobility: A review of physiotherapist and patient identified limitations of current lower-limb exoskeletons and the potential soft-robotic solutions. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 20(1), 18.
Pal, R. (2021). Satisfaction level of the primary caregiver of children using lower limb orthotic device and services at a selected rehabilitation centre in Dhaka [Doctoral dissertation, Bangladesh Health Professions Institute, Faculty of Medicine, University of Dhaka].
Praveena, B. A., Lokesh, N., Santhosh, N., Praveena, B. L., & Vignesh, R. (2022). A comprehensive review of emerging additive manufacturing (3D printing technology): Methods, materials, applications, challenges, trends and future potential. Materials Today: Proceedings, 52, 1309–1313.
Raluca, B. R. A. D. (2025). Advances in textile manufacturing with 3D printing technology. Annals of the University of Oradea: Fascicle of Textiles, Leatherwork, 26(1).
Rogkas, N., Vakouftsis, C., Spitas, V., Lagaros, N. D., & Georgandinos, S. K. (2022). Design aspects of additive manufacturing at microscale: A review. Micromachines, 13(5), 775.
Salazar, M., Portero, P., Zambrano, M., & Rosero, R. (2025). Review of robotic prostheses manufactured with 3D printing: Advances, challenges, and future perspectives. Applied Sciences, 15(3), 1350.
Tanveer, M., Azad, M. M., Kim, D., Khalid, S., & Kim, H. S. (2025). Generative design for engineering applications: A state-of-the-art review. Archives of Computational Methods in Engineering, 1–27.
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2026 Randa Alsabhi
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
