Как будут работать новые бионические руки
Моторика современных бионических протезов еще далека от совершенства. На данный момент механическая рука в состоянии выполнять только самые элементарные действия. Например, удерживать бутылку воды или телефон, пользоваться компьютерной мышью. А благодаря «чувствительным» протезам можно даже ощутить габариты предмета: его твердость или мягкость. Однако для более тонкой работы такие сложные агрегаты мало приспособлены. Завязать шнурки уже не получится. И главная проблема в том, что сигналы из мозга владельца слабо доходят до каждого сложного сустава руки.
Фото: vils.ru
Дело в том, что механизм реагирует на сокращение мышц и электрические сигналы, исходящие из того, что осталось. А напрячь нужную мышцу в предплечье, чтобы пошевелить механическим пальцем, не так-то просто — нужна особая концентрация. Даже для самых скромных результатов пациентам необходимо проходить постоянную калибровку.
Уже около 10 лет команда под руководством пластического хирурга Пола Седерна из Университета Мичигана разрабатывает альтернативный подход, чтобы, наконец, наладить контакт мозга с устройством.
Чего же добились ученые? Теперь пациенту достаточно просто подумать о движении «пальцев», чтобы механизм претворил мысль в реальность. Для усиления связи нервной системы с устройством использовали крошечные мышечные трансплантаты из тазобедренного сустава. Наподобие изоляции провода ими обматывали нервные волокна, которые в свою очередь могли расти и развиваться в новой ткани. Наращивая сеть, новые окончания естественным образом усиливали свои электрические сигналы.
«Мы достигли самого высокого электрического напряжения, которое когда-либо было зарегистрировано в человеческом нерве», — заявила одна из разработчиков проекта, инженер Синтия Честек.
Имплант, соединяющий новые нервы с протезом, гораздо легче улавливал исходящие электрические импульсы. В то же время, «изоляция» снизила некоторые виды боли, типичные после потери конечностей.
Синтия Честек после проведенных испытаний отметила, что даже с ампутацией у самого плеча компьютер мог интерпретировать сгибание указательного пальца.
Более значимых результатов добились участники с ампутированными запястьями. Здесь немаловажную роль сыграло усовершенствование интерфейса. При помощи компьютерных алгоритмов система научилась понимать более «сложные» намерения пациентов. Например, участники могли предложить виртуальной руке на экране монитора принять любую из пяти позиций.
Фото: nasdr.ru
Используя протез LUKE, пациенты с первой же попытки справились со всеми задачами. Брали в руки мелкие предметы, расстегивали молнию, касались большим палацем любой заданной точки в пространстве. Причем эффективность настроек не снизилась даже спустя 300 дней, и дополнительная калибровка не понадобилась.
Однако к массовому производству проект пока не готов. На данном этапе участники все еще зависят от лабораторного оборудования, которое продолжает считывать и интерпретировать электронные сигналы, но потенциал у новой разработки действительно впечатляющий.
Источник
Полный текст статьи читайте на Компьютерра
