luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Categories:

Биомеханическая рука обрела чувствительность

Спустя девять лет после ампутации руки 36-летний датчанин Деннис Сёренсен получил новую конечность. Речь, как можно догадаться, идёт о протезе, однако протез этот не абы какой: с его помощью можно не просто схватить какой-нибудь предмет, но и почувствовать силу собственной хватки.


Иными словами, наконец-то удалось создать чувствующий протез, который в реальном времени передаёт сенсорные данные в мозг!


Сильвестро Мицера (Silvestro Micera) из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) и его коллеги снабдили биомеханическую руку датчиками, которые оценивают давление руки на предмет по напряжению в искусственных сухожилиях, контролирующих движения пальцев. Согласно этим напряжениям датчики генерируют электрический сигнал. Правда, в таком виде нервная система его не понимает, поэтому понадобился алгоритм, который преобразовывал бы этот сигнал в понятный для нервной системы язык. После этого модифицированный импульс по электродам поступает в нервы уцелевшего плеча.




Год назад врачи имплантировали электроды в локтевой и срединный нервы г-на Сёренсена, а через 19 дней после этого к плечу подсоединили протез. Электродные имплантаты, созданные в лаборатории Томаса Стиглица (Thomas Stieglitz) во Фрайбургском университете (Германия), предназначались для передачи исключительно слабых сигналов. Были опасения, что за девять лет, прошедших со времени ампутации, нервы утратили чувствительность, а потому не смогут различить сигналы, соответствующие сильному и, допустим, чуть менее сильному сжатию. Кроме того, исследователи боялись, что послеоперационное рубцевание негативно повлияет на электроды.

Однако сомнения были напрасны: электроды работали, и человек смог довольно точно управлять силой механической руки. 



Впрочем, говоря, что Деннис Сёренсен получил новый чувствующий протез, мы во многом преувеличиваем. Во-первых, датчики в биомеханической руке регистрируют только механическую силу сжатия, а для полной чувствительности, как мы её понимаем, эту конечность надо бы снабдить ещё и температурными, болевыми и другими сенсорами. Во-вторых — и это главное — аппаратура, которая осуществляет обратную связь между биомеханическим устройством и нервной системой, слишком громоздка, и учёным предстоит изрядно постараться, чтобы её миниатюризировать. 


То есть корректнее будет сказать, что г-н Сёренсен всего лишь поучаствовал в успешных испытаниях биомеханического протеза нового поколения, хотя результаты этих тестов можно без преувеличения назвать сенсационными.


В ходе эксперимента ему завязывали глаза и затыкали уши, чтобы ограничить восприятие механической руки лишь ощущениями от неё самой. Оказалось, что Деннис мог не только управлять силой хватки, но и определять форму предмета, то есть, к примеру, куб он отличил от шара, и всё благодаря разнице в натяжении искусственных сухожилий.



Как уже сказано, испытания протеза, включая вживление электродов в нервы, начались год назад, а спустя месяц электроды вынули, боясь негативных клинических последствий. Статья же с результатами работы вышла в Science Translational Medicine только сейчас, так что свою сенсацию швейцарцы готовили долго. Впрочем, авторы работы полагают, что электроды могут оставаться имплантированными в течение по меньшей мере нескольких лет, не причиняя никакого вреда. Но это всё равно нужно проверить в дополнительных исследованиях. Кроме того, учёные собираются усовершенствовать настройку руки, сделав движения пальцев ещё более точными. 


Нынешние протезы, которые позволяют сжимать и разжимать искусственную кисть, считывают мышечные сигналы от оставшейся части руки и не позволяют делать хоть сколько-нибудь точные движения. Человек с таким протезом не чувствует силу хватки и вынужден всё время наблюдать за своей механической рукой, чтобы что-нибудь не раздавить: именно такой протез носит и Деннис Сёренсен. Однако не исключено, что через несколько лет он сможет перейти на новый чувствующий имплантат, который к тому времени станет уже коммерчески доступным. 


Подготовлено по материалам Федеральной политехнической школы Лозанны.



Смотрите также:
Новый протез руки возвращает ощущение прикосновения
«Бионические» протезы (какие органы сегодня можно подменить электроникой)
День с киборгом: боль, надежды и сны Найджела Экланда
Насколько мы близки к созданию полноценного киборга?
Британцы создали робота из искусственных органов и конечностей

Tags: протез, технологии
Subscribe
promo luckyea77 june 21, 2015 20:04 29
Buy for 10 tokens
В этой записи я буду давать ссылки на посты с лекциями и уроками в этом блоге: Учебные материалы и тесты: 11 ресурсов для бесплатного образования Онлайн-курсы по высоким технологиям и инновациям Дистанционное образование в России (среднее профессиональное образование, бакалавриат, магистратура,…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments