Протезные конечности нового вида создают учёные MIT

Протезные конечности нового вида создают учёные MIT

Большая часть конструкций, представляющих современные протезные конечности, наделённые электроприводом, традиционно контролируются электродами, установленными в остаточной культе. Между тем, как уверяют специалисты-разработчики MIT, созданная экспериментальная инновационная система демонстрирует лучший функционал, опираясь на замену электродов имплантированными магнитными шариками.

Экспериментальная разработка MIT на протезные конечности

Для традиционно используемых систем характерным моментом является то, что электроды либо имплантируются непосредственно в мышцы культи руки/ноги, либо приклеиваются на кожу. В любом случае электродами обеспечивается обнаружение электрических сигналов мышц, когда человек пытается совершить определённые действия.

Использованием этих сигналов искусственные протезные конечности приводятся в действие с целью выполнения соответствующего перемещения. Так человек, имеющий инвалидность, способен выполнить желаемую задачу. Технология получила название — электромиография (ЭМГ). Как отмечают учёные Массачусетского технологического института, это, однако, далеко не идеальное решение.

Если применяется функционал управления на базе ЭМГ, контролируется фактически промежуточный сигнал, передаваемый мышце, но не конечная функция выполнения. Поэтому была разработана альтернативная система на протезные конечности, получившая название магнитомикрометрия.

Технология магнитомикрометрии предполагает имплантацию двух малых магнитных шариков в область каждой мышцы культи. Также используются датчики, расположенные за границами культи, для отслеживания изменения расстояния между двумя магнитами каждой мышцы.

Таким образом, открываются возможности мгновенного определения, насколько каждая мышца протезной конечности растягивается или сжимается. Также возможно определить скорость активации протеза до ответа.

M11 Ultra Smartphone Android 10.0 7.3 HDALLPOWERS 500W Portable Generator2021 Note 10 Pro Smart Phone 16G 512GB

Тестовые испытания на протезные конечности индейки

В условиях лаборатории инженерами MIT проводились испытания работы пары шариков диаметром 3 мм, имплантированных в область икроножных мышц индейки. При ручном перемещении голеностопных суставов птицы, внешние магнитные датчики показали обнаружение сигнала. Учёные смогли получить точные измерения, связанные с движениями икроножных мышц птицы за время не более трёх миллисекунд.

Посредством техники магнитомикрометрии напрямую измерили смещение и скорость. При помощи математического моделирования всей конечности удалось вычислить целевые положения и скорость движения протезных суставов. Обычным роботизированным контроллером, как выясняется, допустимо управлять суставами.

Таким образом, появилась надежда на то, что клинические исследования на людях, имеющих ампутации, завершатся в течение нескольких лет. В конечном итоге технология на новые протезные конечности начнёт применяться на восстановление полноценной жизни людей с травмами спинного мозга, а также под управление роботизированными экзоскелетами.


При помощи информации: MIT