Kibernogi и рамо-роботи как да се изгради бионични протези
Протези, които се контролират чрез силата на мисълта - вече е факт
Какво се случва, обаче, е без значение за телепортацията: всички чисто материален и въз основа на прости физически изчисления.
Всички 3 пациенти претърпели сериозни наранявания, което се увреждат сплит раменната - сноп от нерви, работещи от гръбнака до четката. Въпреки всички усилия на лекарите ръка остава парализирана. Част от нервните влакна на предадения сигнал, но е недостатъчна нервни импулси на пациента може да се движи четката. И ако от четката е допълнителен източник на енергия, един вид батерия, която може да се презарежда от електрическата мрежа? Това не може да се постигне с истинска четка от плът и кръв, но можете да се опитате да го замени с протеза, за да стреля през нощта за презареждане.
Идеята е проста, но изпълнението е трябвало да бъде внимателно обмислено и фино екзекутиран.
На първо място, да се укрепи ръката, пациенти трансплантация на мускулите на краката. В рамките на три месеца, лекар Азманите чакат да нервните влакна покълнали в нова мускулна тъкан, а след това е работил за известно време на тяхното активиране с гривна с изкуствени електрически сензори. След това пациентите са се научили да управляват "виртуални" ръка и най-накрая Азманите ръка ампутирани пациенти и да ги заменят с изкуствени крайници, мускулите се контролират от ръцете и сензорите.
И трите пациенти са имали своите протези работят много по-добре, отколкото с четка след нараняването. И тримата може да побере елементи, за да излее вода от каната в чаша и дори закопчаване. Постепенно двигателни умения подобрени, а броят на ръка функция увеличава. Ако в началото на стандартния тест за действието на четката пациенти Азманите спечелили само 9 точки от общо 100, но сега си актив - 65.
Най-голямото предизвикателство е да се върне докосване на четката: че тя дава на лице чувство на връзка с реалността, тя е и ключът към осъществяването на функцията по малък мотор ръка. На този проблем разполага с екип от Дъстин Тайлър Медицински център на име Луис Стоукс ветераните (Кливланд, САЩ).
Двама пациенти, които са загубили в производството на четки, експериментатори имплантирани електроди в един вид на ръкави около три нервните канали проводим тактилна сигнал от четката към мозъка. Електроди стимулиращи различни части на нервни влакна, проводници са свързани към устройството, предаване на импулси на различни честоти, и директно към протезата на ръка.
Екип свързва всички един на пръстите по един, и темата съобщи за изтръпване в палеца, а след това в индекса, и така нататък. Накрая той отново усети четката губи.
Когато се докоснат ръцете си към различни повърхности, той причинява различни модели на дейност на нервните канали. Изследователите реалност симулирани чрез промяна на честотата и интензивността на електрическите импулси. Аз трябваше да работим усилено, докато усещанията са истински. Експерименталната група от Тайлър открити никакви модели, за да пресъздаде усещането за леко докосване до върха на химикалка, с пръст гали друг пръст или памучен тампон.
По този начин, на действието на допир схема е както следва:
1. сензорите на протезата да получават информация за обекта, за които се предмет щрихи, и да го изпратят на външно устройство;
2. Външният устройството предава съответните импулс модел копчета електроди;
3. Електродите изпращат нервните канали съответен сигнал към мозъка;
4. мозъка интерпретира като сигнал докосва специално повърхностна структура.
Досега изследователите на половината път до целта: да се превърне в безжична система. Сега излиза от лабораторията, пациентите са оставени в докосването й, предоставена от компютър посредничество между сензорите и мозъка. Сега обаче те са в състояние не само да сече дърва: значително подобрено усещане за големината на обекта и регулирането на натиск върху него, така че с помощта на протеза, пациентите могат да държат в ръцете си една череша стъбло и сълза, а не да го смаже. Между другото, докоснете сесиите са за пациенти, съвсем неочаквано и много приятен страничен ефект: спрат фантомни болки, които често спохождат хора, които са загубили крайник.
Ръководител Дъстин Тайлър Group смята, че след няколко години той ще предприеме, за да се разработи безжичен бионична протеза с контрол устройство, което може да се извърши в джоба.
Дори и по-амбициозен проект участват изследователи от университета в Питсбърг (Пенсилвания, САЩ), под ръководството на Дженифър Kollindzher: те са в състояние да "научи" Роботът, да вземе един обект върху мозъчната команда пациента, почти напълно парализирана (от врата надолу), в резултат на тежки травми на гръбначния стълб. Електроди имплантирани в мозъка на жената изпраща сигнал към устройството на компютъра, изследователите определени модели, съответстващи на искането за поемане на този въпрос, и след това да ги преведат в команди за ръката на робота. В резултат на това да се гарантира, че искането на пациента е под формата на Bucket четка, щипки, повдига палеца, както и цялата ръка на робот има 10 степени на свобода на движение. С него пациентът може, например, да вземе малка бутилка, за да го приведе към устните си и се пие през сламката да тегли.
Досега, обаче, се използва само около 10-20% от капацитета на робота поради несъвършенството на системата за доставка на информационни сигнали към мозъка от ръката и гърба. За да използвате всичките му опции, е необходимо да си сътрудничат с група от Тайлър и да намерим начин да прехвърли на мозъка на пациент ръка робот тактилни усещания. За това е необходимо да се реши един труден проблем: как да се обработва информация за желанието да се направи движение, което показва една от зоната на кора, и в същото време насърчават друга област на мозъка, за да възпроизведе осезанието. Но в тази насока вече са предприети сериозни стъпки.
Група от изследователи от катедрата по биология и биоинженерство в Калтек (Пасадена, САЩ) е създал устройство. филтриране на сигнали на електродите и позволява да се движат едновременно външната робот протезата и получаване на тактилна сигнал от него. Досега тя е имплантиран в примати, които като резултат са били в състояние да признае скритите обекти "докосване". Следващата стъпка - да извършват едни и същи за хората.
Голяма част от изследванията върху "съживяването" на бионично протеза е посветена на ръце и не е случайно. Ръцете играят ключова роля в живота на човека, а краката функционират много по-успешно заменя днес разнообразна техника. Но също така и долни крайници не стоят в кулоарите. Налице е активна работа по международен проект "Kibernogi» (Cyberlegs) с център в Италия.
Системата е тествана на единадесет доброволци, а сега е ясно, че е необходимо да се намали теглото на протезата и да намали размера му за комфорта на пациентите. Разработчиците се надяват, че ако няма прекъсване на финансиране, бионично крак ще бъде напълно готов за употреба в рамките на 2-3 години.