در سالهای اخیر، با افزایش جمعیت جهان و افزایش تقاضا برای تحرک با کیفیت بالا در میان افراد دارای معلولیت، تحقیق و توسعه صندلیهای چرخدار برقی از ابزارهای کمکی مکانیکی ساده به تمرکز عمیقتر بر برنامههای کاربردی مبتنی بر هوش، شخصیسازی و سناریو- تبدیل شده است. ادغام متقابل{3}}تکنولوژیها دائماً در حال شکستن مرزهای طراحی سنتی است، پیشرفت قابلتوجهی در بهرهوری انرژی، سازگاری با محیط، تعامل انسانی-و سیستمهای ایمنی، و گسترش دامنه زندگی مستقل برای افراد دارای اختلالات حرکتی.
نوآوری در سیستم های قدرت و انرژی یکی از پیشرفت های اصلی است. باتریهای سرب{1}}اسیدی سنتی به دلیل وزن سنگین و عمر کوتاه به تدریج کنار گذاشته میشوند، در حالی که باتریهای لیتیومی با چگالی بالا استاندارد شدهاند. همراه با یک سیستم هوشمند مدیریت باتری (BMS)، تعادل ولتاژ تک سلولی، پایش دما، و هشدارهای خطا را میتوان به دست آورد و عمر چرخه را به بیش از 800 چرخه افزایش داد و به برد معمولی 20-40 کیلومتری دست یافت. تحقیقات پیشرفته{11}}روی پتانسیل کاربرد باتریهای حالت جامد و سلولهای سوختی هیدروژنی تمرکز دارد: انتظار میرود باتریهای حالت جامد، با ایمنی و تراکم انرژی بالاتر، برد رانندگی را تا بیش از 60 کیلومتر افزایش دهند. سلولهای سوختی هیدروژنی، از طریق کوچکسازی، میتوانند برد رانندگی طولانی را حفظ کنند و در عین حال سوختگیری سریع را ممکن میسازند و سفرهای مسافت طولانی را ممکن میسازند. از نظر سیستم های محرک، طراحی یکپارچه موتورهای DC بدون جاروبک و موتورهای درون چرخ در حال تبدیل شدن به یک روند است. با بهینه سازی مدار مغناطیسی و ساختار اتلاف حرارت، راندمان موتور به بیش از 90٪ افزایش یافته است، در حالی که کوچکتر، بی صداتر و مناسب برای قاب خودروهای سبک وزن است.
فناوریهای کنترل هوشمند و تعامل انسان{0}}ماشین تجربه کاربر را تغییر میدهند. الگوریتمهای کنترل تطبیقی مبتنی بر یادگیری ماشین-میتوانند عادات عملکرد کاربر را یاد بگیرند و به صورت پویا منحنی خروجی توان را برای دستیابی به حساسیت کنترل شخصی تنظیم کنند. -فناوری تعامل غیرتماسی پیشرفت کلیدی داشته است-مغزی-رابطهای رایانهای (BCI) با رمزگشایی سیگنالهای تصویری حرکتی دستورات کنترلی ایجاد میکنند و وارد آزمایشهای بالینی شدهاند و مسیرهای تعامل جدیدی را برای افراد دارای ناتوانیهای جسمی شدید باز میکنند. فنآوریهای تشخیص سیگنال ردیابی و الکترومیوگرافی حالتهای تعامل طبیعی مانند "نگاه کردن و چرخش" و "اخم کردن و شتاب گرفتن" را فعال میکنند و آستانه عملیاتی را به میزان قابل توجهی کاهش میدهند. علاوه بر این، یک سیستم ناوبری فیوژن چندوجهی (ترکیب GPS، ناوبری اینرسی و SLAM بصری) صندلیهای چرخدار برقی را قادر میسازد تا به اجتناب از موانع و برنامهریزی مسیر خودکار دست یابند و امکان حرکت نیمه{8}}خودکار یا کاملاً مستقل را در محیطهای پیچیده داخلی و خارجی فراهم میکند.
عمیق تر شدن تحقیقات در ساختار و مواد، مرزهای عملکرد را افزایش داده است. ترکیبی از بهینهسازی توپولوژی و فناوری چاپ سهبعدی وزن قاب را تا 30%-40% کاهش داده است، در حالی که الزامات استحکام را برآورده میکند، حجم آن را به کمتر از 0.3 متر مکعب در هنگام تا شدن فشرده میکند و حمل آن را در حملونقل عمومی آسان میکند. سیستم تعلیق تطبیقی نیروی میرایی را در زمان واقعی از طریق دمپرهای مغناطیسی تنظیم می کند، به طور خودکار بین حالت های "اتصال سخت" و "اتصال نرم" بر اساس شرایط جاده تغییر می کند، ثبات رانندگی و راحتی سواری را متعادل می کند. برای نیازهای سناریویی خاص، طرح های شاسی ردیابی و چرخ های همه جهته وارد مرحله کاربرد عملی شده اند. اولی به راحتی می تواند سطوح کم کشش مانند شن و برف را کنترل کند، در حالی که دومی چرخش 360 درجه را در محل امکان پذیر می کند و مانورپذیری در فضاهای محدود را تا حد زیادی بهبود می بخشد.
سیستم های حفاظتی ایمنی به سمت فناوری های پیشگیرانه و پیش بینی در حال تکامل هستند. یک سیستم نظارت بر وضعیت مبتنی بر{1}}همجوشی چند حسگر- میتواند بیش از 20 پارامتر از جمله دمای موتور، سلامت باتری و فشار تایر را در زمان واقعی جمعآوری کند. محاسبات لبه خطاهای احتمالی را پیش بینی می کند و هشدارهای اولیه را ارائه می دهد. یک الگوریتم ضد-واژگونی، ترکیبی از ژیروسکوپ و حسگرهای شیب، به طور خودکار سرعت را محدود می کند و هنگامی که ویلچر به آستانه واژگونی نزدیک می شود، مرکز ثقل را تنظیم می کند. برای محافظت اضطراری، نظارت بر علائم حیاتی (ضربان قلب، اکسیژن خون) و تشخیص سقوط را یکپارچه می کند. در موقعیتهای غیرعادی، بهطور خودکار یک تماس SOS را راهاندازی میکند و اطلاعات مکان را ارسال میکند، و یک زنجیره کامل حفاظتی «پیشگیری-مداخله{10}}نجات» ایجاد میکند.
در حال حاضر، تحقیقات ویلچر برقی به سمت یک سیستم تحرک هوشمند یکپارچه میرود که شامل خدمات "ادراک-تصمیم{1}}اجرا- است." در آینده، با نفوذ بیشتر هوش مصنوعی، مواد جدید و فناوریهای اینترنت اشیا، عملکرد آن از «ابزار حملونقل» به «سکوی زندگی همراه» گسترش خواهد یافت و از طریق ادغام با خانههای هوشمند و سیستمهای نظارت پزشکی، پشتیبانی زندگی یکپارچه را برای کاربران فراهم میکند. پیشرفتهای مستمر در این زمینه نه تنها گرمای انسانی پیشرفت فنآوری را نشان میدهد، بلکه پشتیبانی فنی کلیدی را برای ساختن یک جامعه فراگیر فراهم میکند.
