Этот сайт может получать партнерские комиссии по ссылкам на этой странице. Условия использования
Разница, которая давно разделяет сферу научной фантастики и реальности, по крайней мере, с точки зрения протезов и искусственного увеличения человека, заключается в нашей способности без проблем плести синтетические или кибернетические компоненты в организме человека. в Звездные войны, Звездный путьчто Marvel Кинематографическая вселенная, или игры типа Deus Ex, рассматриваются как проблемы, которые в некоторой степени решены. В реальной жизни создание искусственных конечностей со сложными навыками хватки или равновесия – все еще большая работа в процессе. Но протез руки, который мы обсуждали ранее, который теперь официально известен как рука Дека Люк (и назван в честь Люка Скайуокера), теперь пошел дальше и частично восстановил способность ампутанта чувствовать чувство снова
Сводный документ в Science Robotics гласит:
Электромиографические изображения остаточных мышц руки декодируются, чтобы обеспечить независимый и пропорциональный контроль рук и запястий шести протезов DOF: рука DEKA LUKE. Активация контактных датчиков в протезе приводит к интраневральной микростимуляции остаточных сенсорных нервных волокон через матрицу имплантатов из наклонной электродной матрицы Юты, тем самым пробуждая тактильное восприятие в руках призраков. При активированной сенсорной обратной связи участники продемонстрировали большую точность в силе захвата и смогли лучше манипулировать хрупкими объектами. При активном исследовании участники также могут различать маленькие и большие объекты, а также мягкие и твердые объекты. Когда сенсорная обратная связь является биомиметической, предназначенной для имитации естественных сенсорных сигналов, участники могут идентифицировать объекты значительно быстрее, чем с помощью традиционных алгоритмов кодирования, которые зависят только от интенсивности текущего стимула. Следовательно, искусственное прикосновение может быть создано путем моделирования сенсорной обратной связи, а биологически вдохновленные паттерны порождают восприятия, которые более понятны и полезны.
Матрица наклонных электродов Юты была разработана для имплантации в периферическую нервную систему. Как следует из названия, кремниевая структура длиной 100 мкм и 1,5 мм выступает из небольшой подложки с длинами электродов от 0,5 мм до 1 мм. Матрицы электродов использовались вместе с не наклонной версией (электродная решетка штата Юта) для изучения параллельной обработки информации и управления мышцами.
Рука LUKE была модифицирована для передачи информации человеческому мозгу, что позволяет пациенту чувствовать информацию об объектах, которыми он обладает. Предыдущие исследования показали, что способность чувствовать что-то является ключом к пониманию того, как трудно его схватить, отпустить и намного сложнее избежать разрушения объектов.
«Мы изменили способ отправки этой информации в мозг, чтобы он соответствовал человеческому телу. И сопоставляя человеческое тело, мы можем увидеть лучшие преимущества», – сказал Джейкоб Джордж, автор исследования и докторант в области биомедицинской инженерии в университете. из Юты. «Мы делаем сигналы, которые биологически более реалистичны».
Один из пациентов с ампутированными конечностями, получивший руку, Кевен Уолгамотт, сумел достать вино из его сундука, не разрушая его, не взяв яйцо, не разбив его и не сломав, и даже держал руку своей жены. Он сообщил о похожем ощущении в «пальцах» человеческих рук. «Это почти заставило меня плакать, – сказал Уолгамот после первого использования LUKE Arm в 2017 году. – Это было удивительно. Я никогда не думал, что снова почувствую эту руку».
Заставить руку работать – сложный процесс. Исследования о том, как помочь пациенту с ампутированными конечностями путем соединения протеза с нервами, оставленными в руке, ведутся годами. Но это на самом деле передает чувство это требует больше, чем просто соединить руки с нервами, что можно сделать, чтобы отправить «ход» приказа. Для взаимодействия с нервами рука должна иметь датчики внутри, которые могут передавать данные таким образом, чтобы нервы могли воспринимать это как ощущение. Передача данных нервного импульса в модели, которая выглядит как модель погружающегося нейрона, основанная на описании, является ключом для работы руки. (Сайт отмечает: «При первом контакте объекта импульсные взрывы перемещают нервы в мозг, а затем постепенно уменьшаются. Создание этого – большой шаг».)
По-видимому, исследователи смоделировали передачу нервов у приматов, чтобы понять, как построить эквивалентную модель у людей. Сейчас команда работает над версией оружия Deca LUKE, которое может быть полностью мобильным, а не частично перенесено на компьютеры вне тела. Матрица наклонных электродов Юты способна передавать сигналы, которые передают больше, чем просто прикосновение: боль и температура также могут сигнализировать, хотя это исследование фокусируется на прикосновении, а не на других способах. В будущем команда хочет расширяться, чтобы удовлетворить потребность в ампутациях выше локтевого сустава, а также в работе с пациентами, которые потеряли конечности ниже локтевого сустава. Ожидается, что пациенты могут быть оснащены оружием LUKE, которое они смогут забрать домой и использовать в 2020 или 2021 году. Это оружие разрабатывалось около 15 лет.
Изображение предоставлено Даном Хиксоном / Университет штата Юта, Инженерная школа.
Сейчас читаю: