Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Механическую руку научили чувствовать

11.11.2009 Наука и жизнь

Благодаря новой технологии человек с протезом руки может отличать, каким из неестественных пальцев он дотрагивается до предметов. Не считая улучшенной чувствительности, учёные кроме этого создали более эргономичный метод крепления неестественных рук к телу.

Совершенный протез конечности обязан владеть теми же особенностями, что и настоящая конечность – он обязан так же двигаться и ощущать. Довольно подвижности неестественных ног и рук удалось добиться больших удач, но как быть с чувствительностью? Мы ощущаем мороз, тепло, можем отличить перо от наждачной бумаги благодаря множеству особых рецепторов, расположенных в коже и связанных с мозгом.

Вероятно ли сделать подобную совокупность чувствительности в протезе?

Протез руки на титановом переходнике, крепящем протез прямо на кость. (Фото Max Ortiz-Catalan / Chalmers University of Technology.)

Для разработчиков биомеханических протезов одной из основных задач начало заставить неестественную конечность верно ощущать механическое давление. К примеру, в случае если человек захочет забрать неестественной рукой стакан, он обязан вычислить силу хватки, дабы не раздавить его, а для этого именно необходимо совершенно верно ощущать давление поверхности стакана на ладонь и пальцы.Механическую руку научили чувствовать

Практически 40 лет длятся опыты, в которых нейробиологи пробуют создать удовлетворительную обратную связь между искусственной рукой и мозгом с электронными датчиками давления. Но успеха удалось добиться только совсем сравнительно не так давно: Сильвестро Мицера (Silvestro Micera) из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) и его сотрудники сообщили в феврале на страницах Science Translational Medicine, что им удалось создать руку, которой возможно было не только аккуратно забрать стакан, но и отличить наощупь круглый предмет от квадратного.

Биомеханический протез снабдили датчиками, каковые оценивали давление руки на предмет по напряжению в неестественных сухожилиях, осуществляющих контроль перемещения пальцев. В соответствии с этим напряжением датчики генерировали электрический сигнал, но в таком виде нервная совокупность его бы не осознала, исходя из этого пригодился метод, что преобразовывал бы сигнал в понятный для нервной совокупности язык. Преобразованный импульс по электродам поступал в нервы сохранившегося плеча.

Но вот спустя пара месяцев в Science Translational Medicine появляется вторая статья, в которой несколько исследователей из Западного резервного университета Кейза (США) говорит, что им удалось сделать более чувствительный протез. Они применяли более десятка датчиков давления, каковые преобразовывались в электрические импульсы различной длительности и силы. Эти импульсы передавались нервам через три электрода, имплантированные под кожу.

Любой электрод соединялся лишь с одним нервом, но точек соединения между ними было большое количество: в изучении принимали участие двое людей с ампутированными руками, у одного из них нерв соединялся с электродом двадцатью контактами, у другого их число было мельче. В следствии конструкторы добились большей детализации ощущений: человек имел возможность отличить, чем именно он трогает поверхность, неестественным мизинцем либо неестественным громадным пальцем.

Более того, добровольцы с неестественными руками имели возможность отличать, к примеру, наждачную бумагу от ровной либо от ребристой поверхности, и, в случае если рука лежала в один момент на двух поверхностях, человек имел возможность сообщить, какая часть руки что ощущает. Механическая рука разрешала забрать ягоду, не повредив её, и намазать зубную пасту на зубную щётку – достаточно узкие действия, требующие координации ощущений и прилагаемой силы.

Достоверность ощущений зависела от числа «входов» между нервом и электродом, и от точности компьютерных преобразований сигнала. В случае если раньше ощущения от протеза ограничивались более-менее сильным покалыванием, то сейчас, посредством конструкции, созданной Дастином Тайлером (Dustin Tyler) и его сотрудниками, биомеханические ощущения стали более настоящими. Не смотря на то, что о полной имитации чувствительности живой руки обращение пока не идёт.

Улучшение чувствительности стало причиной тому, что мозг начал воспринимать неестественную руку как настоящую – у одного из добровольцев, Игоря Спетича, кроме того провалились сквозь землю фантомные боли, каковые он испытывал из-за ампутированной руки. Опыт с новым подключением протеза к человеку продолжается уже довольно продолжительное время: при Игоря Спетича – два года, при его «коллеги» – 18 месяцев, и до тех пор пока никаких побочных эффектов найти не удалось. Видеодемонстрацию новой неестественной руки возможно взглянуть тут.

Но большая часть протезов руки, сколь бы чувствительны они ни были, крепятся к телу достаточно неуклюже и доставляют их обладателям кое-какие неудобства. Основная неприятность в том, дабы что-то сделать с проводами, каковые необходимо как-то связать с нервами – в большинстве случаев для этого их выполняют под кожу. Макс Ортиц-Каталан (Max Ortiz-Catalan) из Технического университета Чалмерса (Швеция) и его сотрудники придумали, как сделать тела и соединение протеза более эргономичным.

В том же Science Translational Medicine они обрисовывают титановый переходник между костью и протезом, что крепит протез прямо на кость. Контакт между проводами и нервами оказывается всецело скрыт, подкожного введения электродов тут нет, что значительно эргономичнее вторых способов соединения. Такое устройство, по словам авторов разработки, разрешает передавать во всей полноте сенсорные ощущения.

Так что осталось дождаться, в то время, когда будет создана гибридная конструкция, совмещающая повышенную чувствительность протеза с удобством и надёжностью крепления.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

КАК СДЕЛАТЬ РУКУ РОБОТА ИЗ ШПРИЦОВ — ЛАЙФХАК СО ШПРИЦАМИ


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,