- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Протезы на протяжении своей истории [1] становились всё более сложными: бионические руки выполняют различные хваты, колени самостоятельно сгибаются и разгибаются с усилием, упрощая ходьбу по лестнице. Но до сих пор одной из самых важных проблем остаётся отсутствие обратной связи. Ампутантам приходится ориентироваться в основном на зрение, потому использовать протез в темноте или для поиска предметов в рюкзаке — не самое эффективное занятие.
Команда учёных из Кливлендской клиники представила [2] новый способ получения обратной связи от протезов, основанный на вибрации в мышцах у протезированной конечности. В течение нескольких минут, как утверждают исследователи, три ампутанта начали более эффективно использовать протезы рук.
[3]
Команда исследователей под руководством Пола Мараско (Paul D. Marasco) разработала нейро-машинный интерфейс, передающий в мышцы вибрации для улучшения контроля протезированными конечностями. Система симулирует кинестезию — чувство положения тела и движения конечностей, усилий, силы и тяжести. Учёные считают этот подход наиболее эффективной стратегией повышения эффективности использования протезов и улучшения жизни пациентов.
Среднестатистический здоровый человек способен выполнять различные движения, контролировать свои действия в темноте или с закрытыми глазами. Благодаря проприорецепторам [4] в наших мышцах, связках, суставах, мы знаем, где в конкретный момент находится наша рука или нога, способны спрогнозировать движение к конечной точке и изменить какие-либо параметры для её достижения — например, увеличить силу. В случае с протезом человек ориентируется только на зрение, что снижает эффективность устройства.
«Из-за отсутствия обратной связи оперировать предметами в темноте невозможно. Мне нужно видеть предмет, чтобы взять его. Когда его не видно — нельзя понять, где он находится. По весу в принципе можно почувствовать. Поэтому есть надежда на искусственную кожу и другие разработки в области обратной связи», — рассказывал [5] Константин Дебликов, владелец бионических протезов BeBeonic и MyoFacil, в интервью Geektimes.
В исследовании, которое провёл Пол Мараско, приняли участие люди с ампутированными руками, использующие инвазивные протезы рук — аппараты, подключённые к непосредственно к нервам конечности, позволяют управлять ими интуитивно с помощью сигналов из
По словам руководителя группы, Пола Мараско, учёные знают о способности вибраций в мышцах создавать иллюзию кинестезии с 1970-х годов. Но его команда поражена тем, насколько сильно этот приём действует на пациентов.
Ниже — видео, отображающее процесс взаимодействия с протезом и получения обратной связи с помощью вибрации.
Кроме улучшения контроля за конечностью, обратная связь играет ещё одну важную роль: она призвана устранить чувство чужеродности. «Потеряв конечность, ты не только теряешь физически часть себя, ты также теряешь часть духовной составляющей», — говорит Джейкоб Джордж [7], автор другого исследования, проведённого в 2017 году. Тогда контролируемый мыслью протез помог восстановить 100 реалистичных тактильных ощущений [8].
Датчики, установленные в протезе, отправляют информацию в
На фотографии ниже — один из участников эксперимента держит и чувствует руку жены с помощью экспериментального бионического протеза.
Научная работа опубликована [2] в журнале Science Transplantational Medicine в мае 2018 года. DOI: 10.1126/scitranslmed.aao6990
Автор: Иван Сычев
Источник [9]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/budushhee-zdes/276124
Ссылки в тексте:
[1] своей истории: https://geektimes.ru/post/276638/
[2] представила: http://stm.sciencemag.org/content/10/432/eaao6990
[3] Image: https://geektimes.ru/post/299349/
[4] проприорецепторам: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BE%D1%80%D0%B5%D1%86%D0%B5%D0%BF%D1%82%D0%BE%D1%80
[5] рассказывал: https://geektimes.ru/post/277752/
[6] мозга: http://www.braintools.ru
[7] Джейкоб Джордж: https://www.bioen.utah.edu/directory/profile.php?userID=1888
[8] восстановить 100 реалистичных тактильных ощущений: https://geektimes.ru/company/motorica/blog/296785/
[9] Источник: https://geektimes.ru/post/299349/?utm_campaign=299349
Нажмите здесь для печати.