211service.com
Mākslīga roka ar patiesām sajūtām
Pēdējos gados ir bijuši ievērojami mehāniski sasniegumi ekstremitāšu protēžu jomā, tostarp nervu šķiedru pārveidošana, lai kontrolētu sarežģītas mehāniskās rokas (sk. Dzīvīga protezēšanas roka), un smadzeņu saskarnes, kas ļauj kontrolēt domas (sk. Smadzenes palīdz četrgalvīgajiem cilvēkiem ar savām domām pārvietot robotu rokas ). Taču, neskatoties uz visu šo progresu, protezētās ekstremitātes nevar nosūtīt atpakaļ sensoro informāciju lietotājam, tādējādi viņiem ir grūtāk veikt tādus uzdevumus kā priekšmetu paņemšana, tos nesaspiežot vai nezaudējot satvērienu.
Pieskāriena interfeiss : jauna veida nervu saskarne sniedz lietotājam Igoram Spetičam taustes sajūtu 20 vietās uz viņa protēzes.
Tagad pētnieki no Klīvlendas veterānu lietu medicīnas centra un Case Western Reserve universitātes ir izstrādājuši jauna veida saskarni, kas var nodot taustes sajūtu no 20 vietām uz protēzes rokas. Tas tiek darīts, tieši stimulējot nervu kūļus, kas pazīstami kā perifērie nervi, pacientu rokās; divi cilvēki līdz šim ir aprīkoti ar saskarni. Turklāt implanti turpina darboties arī pēc 18 mēnešiem, kas ir ievērojams pavērsiens, ņemot vērā to, ka nervu audu elektriskās saskarnes var pakāpeniski pasliktināties.
UZ video Pirms vairākām nedēļām ražotā 48 gadus vecs vīrietis Ohaio štatā, kurš pirms trim gadiem negadījumā zaudēja labo roku, izmantojot savu protēzi, lai paņemtu un noņemtu ķiršu stublājus, nesasmalcinot tos pārmērīgas saspiešanas rezultātā. Tas notika, pateicoties jaunajai tehnoloģijai, kas ļāva spēka detektoriem uz viņa protēzes plaukstas cipariem nodot pieskāriena informāciju tieši uz trim zirņa lieluma nervu saskarnēm, kas ķirurģiski implantētas viņa apakšējā labajā rokā. Viņš kontrolē roku, izmantojot standarta tehnoloģiju, ko sauc par mioelektrisko saskarni, kas izmanto signālus no viņa apakšdelma muskuļiem, lai kontrolētu roku protezēšanas kustības.
Darbs paver iespēju, ka ekstremitāšu protezēšana kādu dienu varētu sniegt noturīgu un niansētu atgriezenisko saiti cilvēkiem, saka Dastins Tailers , Case Western profesors aiz projekta.
Lī Millers , Ziemeļrietumu universitātes neirozinātņu profesors, kurš nebija iesaistīts pētījumā, saka, ka sasniegums šķiet ievērojams. Šis ir lielākais perifēro nervu stimulācijas radīto atšķirīgo pieskāriena sajūtu skaits, ko es zinu, un arī 18 mēnešu stabilitāte ir nepārspējama, saka Millers. Tiek gatavots papīrs par darbu, stāsta Tailers.
Nervu centrs : Šī septiņus milimetrus garā ierīce, ko sauc par manžetes elektrodu, var pārraidīt sajūtas no sensoriem uz protēzes rokas vai pirkstiem, kad tā ir piestiprināta pie rokas celma perifērā nerva.
Tehnoloģijas pamatā ir pielāgota saskarnes versija, kas pazīstama kā aproces elektrods. Trīs rokas nervu kūļi — radiālais, vidējais un elkoņa kauls — tiek turēti septiņu milimetru aprocēs, kas tās maigi saplacina, ieliekot parasti apaļos kūļus taisnstūrveida konfigurācijā, lai palielinātu virsmas laukumu.
Tad kopumā 20 elektrodi uz trim aprocēm piegādā elektriskos signālus nervu šķiedrām, ko sauc par aksoniem, no ārpuses no dzīvu šūnu aizsargapvalka, kas ieskauj šīs nervu šķiedras. Šī pieeja atšķiras no citām eksperimentālajām tehnoloģijām, kas iekļūst apvalkā, lai tieši pieskartos aksoniem. Tiek uzskatīts, ka šīs apvalkā iekļūstošās saskarnes piedāvā augstāku izšķirtspēju, vismaz sākotnēji, bet ar potenciāli lielāku signāla degradācijas vai nervu bojājumu risku ilgtermiņā. Un tāpēc tie nav pārbaudīti ilgāk par dažām nedēļām.
Ķiršu sagrābšanas testa subjekts ir Igors Spetiks no Medisonas, Ohaio štatā. Viņš zaudēja roku darbā, kad tas tika saspiests kalšanas āmurī, kamēr viņš izgatavoja alumīnija armatūru reaktīvajam dzinējam. Tagad viņam ir divas mazas vadu instalācijas, kas izvirzītas no pieslēgvietas viņa labās rokas augšdaļā. Laboratorijā Tailers savieno šīs siksnas ar ierīci, kas ģenerē elektriskos signālus, kas tiek nosūtīti uz aproci. Šī ierīce savukārt saņem iedarbināšanas informāciju no sensoriem uz viņa protēzes rokas.
Viņa sensorā atgriezeniskā saite līdz šim ir bijusi jūtama tikai laboratorijā, taču Spetiks apliecina izbrīnu par savu unikālo izmēģinājumu. Ir patiešām aizraujoši redzēt, ko viņi dara, un es ceru, ka tas var palīdzēt citiem cilvēkiem, saka Spetiks. Es zinu, ka zinātne prasa ilgu laiku. Ja es nesaņemu kaut ko, ko paņemt līdzi uz mājām, bet nākamais to dara, tad viss ir labāk.
Pētnieki rūpīgi ievieto implantus, lai noteiktu, kur Spetiks uztver spēkus uz viņa trūkstošo ekstremitāti. Pēc uzstādīšanas Spetic var noteikt sajūtas vairākos pirkstos, kā arī trūkstošās rokas aizmugurē un sānos, kas atbilst protēzes ievades datiem. Kad implants ir ievietots, sajūtas vienmēr rodas tajos pašos punktos un nemainās, saka Spetiks.
Tailers var noregulēt uz manšeti nosūtītos elektriskos signālus, lai radītu dažādas sajūtas. Spetičs saka, ka dažreiz šķiet, ka viņš pieskaras lodīšu gultnim, citreiz tā, it kā viņš slauktos pret vates bumbiņām, smilšpapīru vai matiem.
Tailers saka, ka Spetic ziņojumu sajūtas ir dabiskākas un noderīgākas nekā neskaidra, dārdošā sajūta, ko bieži radīja agrākās eksperimentālās tehnoloģijas. Tas nozīmē, ka var būt iespējams pielāgot sajūtu tā, lai pacients justos, piemēram, pieskaras pildspalvas galam. Citas grupas un uzņēmumi strādā pie labākiem spēka detektoriem, lai tie piestiprinātu roku protēzē un radītu šādus niansētus signālus.
Pētījumi ir patiesi visprogresīvākie un vadošie pasaulē, sniedzot tiešu sensoro atgriezenisko saiti amputētajiem, saka Džeks Džūdijs, Džeks Džūdijs. Nanozinātnes Medicīnas un inženiertehnoloģiju institūts Floridas Universitātē Geinsvilā. Džūdijs nesen strādāja par programmu vadītāju Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūrā, kur viņš vadīja a programma kura mērķis bija uzlabot neironu saskarņu veiktspēju un uzticamību, ko izmanto, lai kontrolētu karavīru amputēto ekstremitāšu protēzes. Irākas un Afganistānas karos amputācijas tika veiktas vismaz 1715 karavīriem.
Citas esošās tehnoloģijas nodrošina sensoro ievadi tieši nerviem. Piemēram, kohleārie implanti stimulē dzirdes nervu, lai atjaunotu dzirdi, un tehnoloģijas, kas stimulē klejotājnervu, kas iet no smadzeņu stumbra līdz krūtīm un vēderam, var izmantot epilepsijas un pat depresijas ārstēšanai. Tomēr, runājot par nervu stimulēšanu, lai nodrošinātu efektīvu pieskārienu cilvēkiem, progress ir bijis daudz mazāks, saka Džūdija.
Ir arī citas pieejas sensoro atgriezenisko saiti, tostarp centieni to izdarīt tieši ar smadzeņu implantiem (skatiet Pieskāriena sajūtas nodrošināšana protezēšanai). Bet smadzeņu implanti tiek uzskatīti par attālākiem, jo ir paaugstinātas bažas par drošību, atverot galvaskausu. Case Western darbs ir izmēģinājuma priekšizpētē, un Tailers saka, ka, ja viss noritēs labi, ierīce varētu nonākt tirgū pēc pieciem līdz desmit gadiem.