Новые протезные устройства обеспечивают гибкость, имеют чувствительную к давлению искусственную кожу, а также могут управляться сигналами мышц и мозга.
«Это - возможно самое захватывающее время для того, чтобы быть вовлеченным в передовых технологии протезирования и управляемых мозгом автоматизированных устройств» - говорит Джон Бигелоу (John Bigelow) из прикладной лаборатории Университета Хопкинса (Балтимор, США) (applied physics laboratory at Johns Hopkins University). Он продолжает: «Есть много причин для бионического золотого порыва. Небольшие компоненты позволили встроить как можно больше аппаратных средств в протезы. Кроме того, в США все больше инвалидов из-за диабета, а также и повреждений, полученных солдатами на Ближнем Востоке. Эти факторы позволили обеспечить больше инвестиций в бионические технологии".
Результаты этих инвестиций теперь появились на открытом рынке США. За $30 000 (конечно дорого) человек, который потерял ногу, может получить протезное устройство, имеющее «интеллектуальное» программное обеспечение, которое изучает походку человека и может приспособиться к изменяющемуся ландшафту. Похожие образцы есть и других компаний: C-Leg от немецкой ортопедической компании Otto Block и Rheo Knee от исландской компании Össur. Они используют комбинацию гидравлики и двигателей, чтобы сделать перенос ноги для человека менее утомительным, плюс углеродистое волокно, с характеристиками «подражающим» упругим свойствам костей и сухожилий.
В тоже время, развитие рук-протезов немного отстало. Это вызвано частично тем, что ампутаций рук в мире делают меньше, чем ампутаций нижних конечностей. А также, потому что ручной протез имеет меньшие размеры и имеет больший диапазон движения, чем ножной. Поэтому сложно разместить в ограниченном объеме все нужные технические подсистемы, которые позволят подражать реальной руке.
Но сегодня появляются все меньшие компоненты, и они становятся более доступными. Вот легкая пластмассовая рука i-Limb от британской компании Touch Bionics. Пользователь может двигать рукой, напрягая определенные мускулы. Например, пользователь может контролировать движения большого и указательного пальцев, позволяя взять какой-либо предмет.
Реалистическая, чувствительная искусственная кожа была бы важным шагом к тому, чтобы заставить протез чувствовать подобно телу человека. Лучшие покрытия кожи, уже как живые, но не обеспечивают осязательной обратной связи. Исследователи из НАСА и Национального Института Космоса (National Institute of Aerospace, NIA) создали синтетическую кожу из эластичного полимера, который изменяет свое электрическое сопротивление при давлении на материал. Измеряя изменяющееся сопротивление поверхностного слоя, кожа может обнаружить различные давления и виды контакта с искусственной кожей. Это еще очень далеко от возможностей живой кожи, но даже эта простая способность тактильного ощущения, наряду с температурными ощущениями, могла бы стать сенсацией для многих инвалидов.
Исследователи сейчас ищут способы передачи этих сигналы к нервной системе пользователей и мозгу и – обратно, в режиме реального времени.
Так, в экспериментах в Университете Хопкинса (Johns Hopkins University) добровольцы управляли механической рукой, используя шапку с электродами, которые учитывали электрическую деятельность мозга. А в январе 2008 Мигель Николесис (Miguel Nicolelis) и его коллеги в Университете Северной Каролины (США), обучали обезьян управлять роботом, используя только ее мозг. И еще один «мозговой интерфейс» BrainGate, разработанный в Cyberkinetics (США) позволил 24-летнему парализованному человеку играть в видеоигры, перемещать компьютерный курсор и управлять автоматизированной рукой через компьютерную микросхему, внедренную на поверхности его мозга.
Это – о способах передачи сигналов к и от нервной системы пользователей и мозга – к робототехническим устройствам и искусственной коже.
Кроме того, исследователи пытаются улучшить минимальный порог чувствительности искусственной кожи. Также они решают проблему раздражения тела человека при длительном взаимодействии с искусственной кожей.
Также читайте, что мы уже уже писали о руке i-Limb.
Позднее, в 2011 году пациент согласился на ампутацию кисти и ему установили бионический протез. Правда, это был протез других разработчиков. Но не является ли это началом зарождающегося тренда?