В фильмах о будущем, режиссеры часто показывают людей с механическими конечностями, такими же точными и ловкими, как и человеческие руки и ноги. Еще недавно это казалось абсолютной фантастикой, однако современные технологии доказывают, что ничего невозможного нет. Современные бионические роботизированные протезы становятся все более совершенными и функциональными. А с недавних пор можно говорить вообще о революции в этом направлении — ученые смогли соединить роботизированный протез с костями, мышцами и нервами человека. Благодаря этому протез позволяет выполнять 80% задач, с которыми люди сталкиваются в повседневной жизни.
Ученые впервые соединили бионический протез с костями и тканями человека
Уникальный бионический протез
50-летней женщине из Швеции по имени Карин, потерявшей руку в результате несчастного случая на ферме, три года назад был установлен ультрасовременный протез. Устройство, получившее название Mia Hand, разработано итальянской компанией Prensilia, которая уже долгое время специализируется на робототехнических и биомедицинских устройствах. К работе над ним были привлечены ученые из Швеции, Италии и Австралии.
Работа протеза основана на усовершенствованном человеко-машинном интерфейсе, благодаря которому искусственный интеллект преобразовывает сигналы мозга в точные движения. По словам самих инженеров, протез был выполнен по уникальной на тот момент технологии. Одна из его особенностей — встроенные датчики, которые обеспечивают не только точное управление протезом, но и ограниченное осязание. То есть присутствует обратная связь.
Иллюстрация и рентгеновский снимок соединения культи с протезом
Но самое главное — имплантат вживляется в кость человека. В результате костные клетки плотно обрастают вокруг него. Можно сказать, что протез крепится непосредственно к скелету человека. По словам ученых, технология реконструктивной хирургии позволяет по-настоящему объединить биологию и электронику, а значит обеспечить максимальную функциональность.
Революционная технология протезирования
Как сообщается в издании Science Robotics, для подключения протеза, в локтевую и лучевую кости женщины ученые установили два имплантата. Затем эти импланты соединили с мышечными трансплантатами, то есть мышцами, взятыми с ноги женщины. Для усиления сигналов, поступающих на интерфейс, в мышечную ткань были вживлены электроды. Наличие мышечных трансплантатов позволило травмированным мышцам и нервам в культе руки снова прикрепиться к тканям.
Данная технология обеспечила протез сразу несколькими важными преимуществами. Так как сенсорные электроды находятся внутри роботизированной руки, а не просто под кожей, нервная стимуляция более надежно и последовательно воспринимается. Как сообщают ученые, точность движения увеличилась в четыре раза по сравнению с обычными бионическими протезами.
Женщина может брать протезом мелкие предметы
Благодаря тому, что протез прикреплен непосредственно к кости, он гораздо удобнее в использовании. Как сообщается в исследовании, женщина теперь может выполнять 80% своих повседневных дел, таких как приготовление еды, застегивание одежды, сбор предметов, поворот дверных ручек и т.д. Причем женщина может по отдельности управлять каждым из пяти бионических пальцев с точностью 95%.
Бионический протез избавляет от фантомных болей
С того момента, как женщина лишилась руки, а это произошло более двух десятилетий назад, она постоянно мучилась фантомными болями. Ее преследовало чувство, как будто рука попала в мясорубку. Но после установки протеза, боль значительно уменьшилась, и теперь практически не беспокоит женщину.
Бионический протез не только позволяет выполнять различные действия, но и избавляет от фантомной боли
Ученые пока не знают точную причину такому эффекту. Вполне возможно, что это связано с наличием трансплантатов, которые срослись с тканями культи. Кроме того, возможно, эффект исключительно психологический — мозг ощущает протез как продолжение конечности.
По мнению ученых, новая технология, которая уже доказала на практике свою эффективность, способна изменить жизнь людей, потерявших конечности. В настоящее время инженер робототехники Макс Ортис Каталан, который руководил исследованиями, занимается оказанием помощи людям, потерявшим конечности в результате военных действий. Кроме того, команда работает над разработкой технологии бионических протезов следующего поколения. Ну а напоследок предлагаем ознакомиться с другой революционной технологией, которая позволила при помощи имплантатов, вживленных в мозг, вылечить тяжелую форму депрессии.
