Основна проблема управління протезами зводиться до того, що шкірні сенсори здатні вловлювати імпульси генеруються групою м'язів, а не однієї конкретної. В результаті чого функціональність пристроїв неповноцінна і викликає процес тривалої адаптації. Сьогодні одним з найбільш перспективних напрямків, на думку більшості провідних фахівців, вважається застосування високоточних сенсорних технологій, що дозволяють управляти виконавчими механізмами свідомо - а в ідеалі «силою думки»!
Така концепція вже успішно підтвердила свою реалізованість в розробках верхніх кінцівок, але перспективи можливості її застосування по відношенню до нижній - не обнадіювали. Вся справа в тому, що управління верхніми - здійснюється більш свідомо, так як всі дії досить координовані і здійснюються головним мозком. Нижніми - процеси управління відбуваються менш усвідомлено, практично на рефлекторному рівні у вигляді команд посилаються спинним мозком.
Давайте спробуємо розібратися - чого варто очікувати в найближчому майбутньому, і які досягнення передових технологій доступні вже сьогодні?
DARPA інвестує в перспективу!
Агентство DARPA виділило грант у розмірі $ 2.500.000 групі дослідників НДІ Лернера клініки в Клівленді в рамках ініціативи - програма HAPTIX «Сенсорні інтерфейси». Її мета - домогтися гранично реалістичних відчуттів, оптимальної взаємодії і найбільш ефективного управління протезами шляхом безпосереднього підключення до нервової системи користувача. Фахівці мають намір розробити набір показників результативності для найбільш значущих і передових рішень, які здатні докорінно змінити підхід до способів протезування.
кібернетичний імплантат
«Розумна біонічна кінцівку» керована мозком здатна в реальному режимі часу самостійно приймати рішення про необхідні дії і налаштуваннях, для досягнення максимального комфорту, швидкості реакцій і ефективності в повсякденному використанні. В основі розробки - інноваційна система управління з міоелектріческой сенсорами IMES (розміром з сірникову головку), що імплантуються в м'язові тканини кукси. Обробка і бездротова передача сенсорних імпульсів здійснюється мікропроцесорами через вбудований ресивер, сигнали якого подаються спинним мозком, забезпечуючи швидку реакцію і природні рухи - практично на рівні підсвідомості.
«Реалізований інтегрований процес управління кібернетичним імплантатом є« інтуїтивним ». Підсвідомі рефлекси перетворюються в імпульсна управління на міоелектріческой рівні, в результаті чого повністю відсутня необхідність в плануванні навмисних дій »- заявляють розробники проекту з компанії Ossur (Ісландія).
інтуїтивна адаптація
«CYBERLEGs» - кібернетичний апаратний комплекс, який представляє собою якийсь симбіоз «розумної» взуття, з системою датчиків і інерційних вимірювачів, роботизованою кінцівки, і спеціальних програмних алгоритмів, здатних прораховувати передбачувані руху і адаптивно на них реагувати. Він здатний інтуїтивно розпізнавати наміри - почати ходьбу, вставати і сідати, відповідно поведінкових реакцій, властивим даній конкретній людині, і адаптуючись, виконує необхідну підтримку кожного наступного дії. Максимальної ефективності, в найбільш важких випадках - сприяє залучення тазостегнового екзо скелета.
Фінансова підтримка Єврокомісії залучила до участі в розробці провідних фахівців Словенії, Італії та Бельгії.
роботизовані руки
Фахівцям Лабораторії прикладної фізики Джона Хопкінса вдалося створити повноцінну заміну повністю ампутованих рук за допомогою роботизованого протеза. Для цього їм довелося здійснити відносно нову хірургічну операцію, в ході якої нервові закінчення пацієнта були «з'єднані» з протезами. Потім був тривалий процес навчання уявному управління пристроєм, адаптації та звикання, в результаті чого людина - став на крок ближче до нормального життя.
Остеоінтеграція
«Остеоінтеграціонная система» - це, мабуть, найбільш вдалий приклад синергії біологічного тіла, машини і мехатроніки, який значно розширює свободу. Розробка, вживлені в тіло методами хірургії - характеризується високою стійкістю до зовнішніх чинників і досить точної координацією зусиль і рухів завдяки прямому контакту з «системою біологічного управління» підкоряється уявним командам пацієнта. Рішення дозволяє самостійно впевнено справлятися з багатьма щоденними операціями: розпакуванням їжі, зав'язуванням шнурків, взаємодією з побутовими приладами та обладнанням. В даний час зусилля команди розробників (Технічний Університет Чалмерса, Швеція), спрямовані на «відновлення природних тактильних відчуттів», що надходять безпосередньо від протеза.
Продовження далі - частина 2.