0

Бионические протезы: как это работает

В фантастический фильмах утрата одним из героев конечности не является проблемой, так как уже в следующем кадре пострадавший в схватке появляется с совершенным протезом, намного превосходящим по своим параметрам настоящую руку или ногу. К сожалению, в реальной жизни все обстоит несколько иначе и даже самое инновационное устройство пока отстает от настоящей конечности по многим параметрам. Множество ученых во всем мире работают над решением этой проблемы и, относительно недавно созданные бионические протезы, являются первым реальным шагом к успеху.

Чем отличаются бионические протезы от обычных?

Обычные протезы, история которых насчитывает не одно тысячелетие, прикреплялись к телу человека механическим способом и не были связаны с нервной системой. Такие приспособления могли выглядеть довольно реалистично и даже сгибаться в шарнирах, имитирующих суставы. Основной недостаток таких протезов в том, что для изменения их положения владельцу приходится самостоятельно регулировать соединения, при этом устройство не предполагало наличие обратной связи с хозяином. Тем не менее, такие протезы сейчас являются самыми распространенными в мире из-за простоты изготовления и доступной цены.

За последнее десятилетие, ученым удалось совершить настоящий переворот в протезировании, дав шанс тысячам людей с особыми потребностями, вернуться к полноценной жизни. Благодаря такой науке как бионика, теперь механическую руку можно соединить с живым организмом и «научить» откликаться на сигналы, подаваемые нервной системой. Давайте рассмотрим, как это происходит.

Как работает бионический протез

Что мы делаем, когда хотим пошевелить рукой? В этом случае, наш мозг генерирует сигнал, который по нервам перемещается к мышцам конечности, подавая команду сокращаться. Но в том случае, если руки нет, этот сигнал не достигает своей цели, попросту уходит в пустоту. Ученые научились перехватывать эти нервные импульсы и преобразовывать их в сигналы для роботизированной руки, которая таким образом оказывается связанной с мозгом как настоящая. На самом деле алгоритм получения и преобразования подобных сигналов очень сложен и мы используем упрощенную схему, понятную даже неспециалисту.

Бионические протезы

Первые опыты по получению сигналов такого типа, проводились в США, в университете города Хьюстон. Использовался метод электроэнцефалографии, то есть снятия импульсов с кожи головы человека при помощи закрепленных на ней специальных электродов. У этой технологии было множество недостатков, основным из которых являлось то, что распознать среди множества импульсов мозга нужный было очень сложно. Ученые из университета Чалмерса, расположенного в шведском Гетеборге, при содействии коллег из европейской научной группы NEBIAS, разработали еще один способ получения сигналов. Чтобы избежать воздействия помех, электроды поместили не на коже головы, а вшили в кожу, ближе к оставшимся нервным окончаниям. Это решение также имеет свои минусы. Все дело в том, что расположение нервных окончаний у человека очень индивидуально и распознать точно, где нужно поместить электрод для получения хорошего сигнала без «шумов», совсем непросто.

Но оптимальный вариант был все-таки найден — импульсы нервной системы лучше всего улавливались непосредственно в мышцах культи. Технология снятия электрических потенциалов с мышц получила название электромиография и именно она легла в основу наиболее функциональных и удобных протезов. Электрические сигналы, полученные методом электромиографии, управляют приводом устройства, что дает возможность ему максимально точно копировать движения живой руки. Такой протез не способен не только выполнять такие функции как удержание изменение положения в пространстве и удержание предметов, но и дает возможность своему хозяину осуществлять очень точные движения, такие как манипуляции с мелкими и хрупкими предметами, например монетками и яйцами.

Точные бионические протезы

Несмотря на достигнутые успехи, ученым предстоит выполнить еще немало работы, чтобы довести бионические протезы до совершенства, а главное — сделать их общедоступными. К сожалению, эти устройства являются очень дорогостоящими и позволить себе такой протез могут лишь единицы. В то же время, сотни тысяч людей из разных стран могли бы значительно улучшить качество своей жизни, получив такое современное приспособление.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *