👨🏿‍🤝‍👨🏼 🎂 👩‍🔬 أيدي بيونيك: التاريخ والمستقبل والواقع 🐝 👇🏿 ✒️

يعد فقدان أي طرف أو عضو لأي شخص مشكلة كبيرة. في بعض الحالات ، عليك أن تتعامل معها ، ولكن في بعض الأحيان يمكن للأطراف الصناعية الحديثة أن تجعل الشخص "ذو الإعاقة" شخصًا لديه "قدرات معززة" ، كما قال ممثلو بعض الشركات في هذه الصناعة.

في هذه المقالة سوف نتحدث عن الأطراف الصناعية اليدوية. هنا لن نتطرق إلى موضوع الأسنان والعيون والأذنين والوجه والأعضاء الداخلية للشخص وحتى الساقين. ودعونا نبدأ من العصور الوسطى ، عندما كان البتر أحد أكثر الطرق فعالية لمحاربة العدوى. ستستمر الأجهزة الفيكتورية والأطراف الاصطناعية الحديثة في الموضوع ، وفي النهاية سنناقش مستقبل هذا الاتجاه.

الصورة

أيدي الفرسان الصلب

يعود هذا الطرف اليدوي المصنوع من الفولاذ إلى القرن السادس عشر. لها أصابع مزدوجة وإبهام ، والتي يمكن أن تتخذ مواقف معينة. تم تنفيذ الإدارة باستخدام الزر الموجود على ظهر الكف. هذا الجهاز هو واحد من الأطراف الصناعية الثلاثة Götz von Berlichingen Chevalier . سمح الجهاز بالتقاط الأشياء ، وربما حتى الكتابة بالقلم.

الصورة

هذه يد فارس أخرى .

الصورة

داخل هذا الذراع الحديدي ، المصنوع في القرن السابع عشر ، كانت هناك آلية سمحت لثني الذراع المتبقية بالتحكم في قبضة القبضة. يبدو أنه كان نموذجًا أوليًا للأطراف الاصطناعية الحديثة.

الصورة

يُزعم أن هذا الطرف الاصطناعي مصنوع في عام 1800.

الصورة

من المفترض أنه تم التحكم في طرف صناعي خشبي آخر باستخدام كابل. يتم تقديم اليد الاصطناعية في متحف سميثسونيان.

الصورة

المصدر: invention.smithsonian.org

يمكن أن يستخدم الأشخاص الأقل ثراء خطافات أسنان مشابهة لهذه التركيبات في أوائل القرن التاسع عشر. عندما تناولت هذا المقال ، كنت متأكدًا من وجود مثل هذه الأطراف الاصطناعية فقط حتى القرن العشرين.

الصورة

يمكن تحريك المرفق والرسغ والأصابع من هذا الطرف الاصطناعي ، المصنوع بين عامي 1850 و 1910. ربما تم وضع قفاز على هذه اليد الحديدية. على الرغم من أن الجهاز يبدو مثيرا للاهتمام.

في عام 2013 ، تم نشر منشور حول بدلة خارقة من هولندا على هبرا هابر. تضمن المنشور مسحًا من مجلة وزارة التربية والتعليم رقم 7 لعام 1837 ، والتي وصفت "الذراع الميكانيكية لجهاز جديد يمكن أن يحل تمامًا فقدان هؤلاء الأعضاء الثمينين". تم تسليم اثنين من هذه اليدين ، التي يمكنك التلويح بها ، وتحريك أصابعك وأخذ الأشياء ، لاثنين من الجنود. إذا حكمنا من خلال الأمثلة السابقة للأطراف الاصطناعية ، التي يتم تخزينها في متاحف مختلفة ويصفها المؤرخون والعلماء ، فإن هذا المقال لا يزال لا يمكن أن يكون بطة ، كما اعتقد المستخدمون.

تُظهر الصورة أدناه مخضرمًا في الحرب الأهلية الأمريكية من 1861-1865.

تظهر الثقوب في راحة اليد الاصطناعية الأنثوية من القرن التاسع عشر ، والتي ربما تم استخدامها لتأمين الخطاف أو الأجهزة الأخرى التي تجعل الحياة أسهل.

المصدر: collectmedicalantiques.com

القرن العشرون

تم صنع الطرف الاصطناعي في الصورة أدناه لفتاة تبلغ من العمر 16 عامًا فقدت ذراعها تحت الكوع. يتكون الطرف الاصطناعي من الخشب والجلد والنسيج. وتجدر الإشارة إلى أنهم هنا فكروا في مظهر الجهاز ووظائفه: يدور الرسغ ، وتغير الأصابع موضعها ، ويتم إضافة خطاف إلى راحة اليد - بحيث يمكنك ، على سبيل المثال ، حمل حقيبة. يتم تقديم الطرف الاصطناعي في متحف العلوم في لندن.

هكذا بدت الأطراف الاصطناعية في القرنين التاسع عشر والعشرين. قدم في متحف العلوم.

في هذه الصورة ، يعمل جندي ألماني في ورشة عمل باستخدام طرف صناعي الأيسر. صور وجدت في المتحف الوطني للحرب العالمية الأولى في كنساس.

هذا طرف صناعي سويسري. في أفضل التقاليد - مع فوهات مختلفة قابلة للتبديل. يتم تقديم

الصورة

هذا الطرف الاصطناعيفي متحف العلوم في لندن. تم صنعها لرجل يبلغ من العمر 17 عامًا في عام 1959.

الصورة

المصدر: sciencemuseum.org.uk

كان الأفراد العسكريون من أوائل المستفيدين من الأطراف الاصطناعية. في هذه الحالة ، قال مصنع الأطراف الاصطناعية من بروكلين على ملصق إعلاني إنه فخور بالعمل مع القوات المسلحة الأمريكية.

الصورة

كما ترون ، فإن الأطراف الاصطناعية من هذا النوع لم تتغير كثيرًا على مدى عدة عقود.

الصورة

الأطراف الاصطناعية الحديثة

دعونا ننظر أولاً إلى ماهية "الأطراف الاصطناعية". Bionics هو علم تطبيقي يجمع بين علم الأحياء والتكنولوجيا. تساعد Wildlife العلماء على إيجاد حلول للأجهزة التقنية. هناك الكترونيات بيولوجية ، تدرس العمليات في النظم البيولوجية ، النظرية ، التي تبني نماذج رياضية لهذه العمليات والتقنية. نحن بحاجة الآن إلى إلكترونيات تقنية: فهي تطبق نماذج الكترونية نظرية لحل المشاكل الهندسية ، كما هو الحال مع الأطراف الاصطناعية.

في السابق ، كان الاختصاصيون المتورطون في أجهزة "الكترونية" يثبتون مثل هذه الأجهزة التي تشبه جزء الجسم الذي يستبدلونه. من وجهة نظر المفاهيم الحديثة ، فإن هذه الأطراف الاصطناعية هي تلك التي يتم التحكم فيها عن طريق الإلكترونيات والعمليات الحيوية ، أي أنها تستخدم myography أو مخطط الدماغ.

قدمت الشركة البريطانية RSLSteeper ، التي لديها حاليًا حوالي 90 عامًا من الخبرة في مجال الأطراف الصناعية ، بدلة BeBionic bionic إلى السوق الدولية في عام 2010. في ذلك الوقت ، كان للذراع الاصطناعي لشخص بالغ أربع مقابض وظيفية فقط ، ولكنه سمح بالفعل بالأكل والشرب والطباعة وتحويل المفتاح في القفل واستخدام جهاز الصراف الآلي وحمل الأشياء الصغيرة. باستخدام الجهاز ، يمكن للمستخدم أن يكسر البيض ويحمل كوبًا يمكن التخلص منه في يده - لأنه حتى قوة الضغط يتم التحكم فيها عن طريق الأوامر التي تتم إزالتها بواسطة أجهزة الاستشعار من العضلات.

يعد نقص الطلب الجماعي وانخفاض المنافسة السبب الرئيسي وراء تكلفة الأطراف الاصطناعية باهظة الثمن. في عام 2013 ، كلف الكف الاصطناعي ما يصل إلى مائة ألف دولار.

كيف تقلل من تكلفة الطرف الاصطناعي؟ تحتاج إلى جعل إنتاجها أرخص. في عام 2013 ، تم بنجاح الانتهاء من حملة التمويل الجماعي في IndieGoGo لإنشاء طرف اصطناعي مفتوح وبأسعار معقولة ، ومعظم التفاصيل التي يمكن طباعتها على طابعة ثلاثية الأبعاد. يحتوي الجهاز على محركات أقراص مستقلة لكل إصبع ، وردود فعل ملموسة وقراءة الإشارات عبر الجلد للتحكم. في راحة الجهاز توجد محركات كهربائية ولوحة تحكم على Arduino.

<img src = " habrastorage.org/getpro/habr/post_images/79b/967/591/79b9675914c40ef0e466ee254de5e0e9.jpg " width = '600 "alt =" image "/>
تخطيط إصدار الأطفال من Dextrus ، المصمم بواسطة ذراع الرجل الحديدي.

آخر قام مشروع Limbitless Solutions ، الذي يصنع الأطراف الاصطناعية غير المكلفة ، بترتيب لقاء مع روبرت داوني ، الصبي الأصغر والولد البالغ من العمر سبع سنوات أليكس ، في عام 2015 لإعطاء الطفل بدلة الكترونية على شكل ذراع زي بطله المحبوب ،

وما هو مهم جدًا - بفضل الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تكلفة هذه البدلة بلغت 350 دولار فقط. المشروع نفسه يصنع هذه الأطراف الاصطناعية بشكل رئيسي للأطفال الذين لا أسرهم يمكن أن تنفق 30-100 ألف دولار على ذراع الكترونية.

<img src = " habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/97b/0c3/cb9/97b0c3cb9d60525af7e546ed9c73124c.png " width = '600 "alt =" image "/>

في عام 2014 ، طورت جامعة جونز هوبكنز وكلاهما قمنا باختباره على رجل فقد ذراعيه من كتفه وأسفله ، وللسيطرة على الطرف الاصطناعي ، يقرأ النظام إشارات من عضلات الصدر.

بيبيونيك هو أحد أخطر الأطراف الاصطناعية اليدوية في العالم. غالبًا ما يقال في وسائل الإعلام أن هذه الشركة صنعت أول بدلة الكترونية. في هذا الفيديو ، عرض لقدرات الأطراف الاصطناعية العضلية الكهربية BeBionic 3 من Nigel Ackland ، المعروفة في روسيا وعالم السايبورج.

في يونيو 2016 ، تلقى أول بريطاني فرشاة بيبيونيك الصغيرة - بدلة واقعية ، بفضل حجمها الصغير ، تناسب النساء والمراهقين. ولدت نيكي آشويل البالغة من العمر 29 عامًا من لندن دون يدها اليمنى واستخدمت بدلة تجميلية لم يكن لها أي وظيفة طوال حياتها. بناءً على الصور ، قرر نيكي عدم ارتداء القفازات التي تقلد جلد الإنسان.

يزن الطرف الاصطناعي Bebionic الصغير 390 جرامًا ، ويمكنه تحمل ما يصل إلى 45 كجم ولديه 14 خطافًا.

<img src = " habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/670/4d5/245/6704d5245a167bd1cb931f503589bc21.jpg " width = '600 "alt =" image "/>

في مايو 2016 ، تلقى جيمس يونغ البالغ من العمر 26 عامًا بدلة اصطناعيةمصنوعة مثل يد Snake الصلبة ، بطل سلسلة ألعاب Metal Gear Solid. فقد جيمس ذراعه اليسرى ، وأصاب ساقه اليسرى ، وأصيب بجروح أخرى عندما دخل تحت القطار ، وبعد المستشفى تلقى أطراف اصطناعية عادية ، وصفها بنفسه بأنها قبيحة. الآن هو "يتدحرج" نموذجًا آخر لذراع اصطناعي.

الصورة

Photo: dailymail.co.uk

الصورة

Metal Gear Solid 5

كما يتبين من الأمثلة أعلاه ، فإن الأطراف الاصطناعية الحديثة لديها وظائف كافية لمختلف الأنشطة اليومية. ولكن هناك شيء آخر يعمل عليه العلماء: حساسية الأطراف الاصطناعية. من المهم ليد الشخص أن تفهم مقدار الضغط على شيء ما ، ما الذي يمكن أخذه بالضبط في اليد ، وما لا يمكن. لذا باستخدام الفرشاة الاصطناعية - ستحسن بشكل كبير من القدرة على الشعور.

في عام 2013 ، طور فريق من مركز كليفلاند الطبي لشئون المحاربين القدامى وجامعة كيس ويسترن ريزيرف بدلة اصطناعية ترتبط أجهزة استشعارها مباشرة بالنهايات العصبية للطرف المتبقي. في هذه الحالة ، لا تختلف النبضات من المستشعرات عن النبضات المنقولة بيدك. قال المتطوع الأول الذي اختبر الجهاز ، إنه بدأ يشعر بـ "الأصابع" ، والنخيل ، وظهر الكف. في الفيديو أدناه ، يحاول متطوع تمزيق فرع من الكرز - أولاً مع إيقاف تشغيل وظيفة حساسية اليد الاصطناعية ، ثم تشغيلها. في الحالة الثانية ، يتعامل بشكل أفضل مع هذه المهمة.

كما قدمت DARPA في منتصف عام 2013 أيضًا بدلة التغذية المرتدة كجزء من برنامج RE-NET (تقنية الواجهة العصبية الموثوقة). كانت الوكالة ستعمل في هذا المشروع حتى عام 2016.

في عام 2015 ، بدأ مريض مشلول يبلغ من العمر 28 عامًا ، باستخدام طرف صناعي متصل بالدماغ ، في لمس أشياء مختلفة ، بما في ذلك لمس كل إصبع. تم ذلك كجزء من برنامج آخر - ثورة الأطراف الاصطناعية .

في عام 2014 ، تطوع دنيس آبو سورنسن ، الذي فقد يده بسبب التعامل اللامبالي مع "الألعاب النارية" لاختبار طرف صناعي مع ملاحظات. ترتبط أقطاب الطرف الاصطناعي بالجهاز العصبي البشري . يتم حساب قوة الإشارة بواسطة الكمبيوتر ، وبدأ دينيس في الشعور بحجم وشكل وملمس الكائن.

الصورة

الأطراف الاصطناعية في روسيا

لا يوجد أي لاعبين تقريبًا في السوق الروسية أدخلوا الأسلحة التعويضية الإلكترونية في الاستخدام التجاري. يتم تنفيذ هذا التطوير من قبل شركة "Motorika" ، المعروفة بإدخالها في البرنامج الفيدرالي لتزويد الأشخاص ذوي الإعاقة بالوسائل التقنية لإعادة تأهيل الأطراف الصناعية الجر - بفضل هذه الشركة ، يتلقى الأطفال تركيبات صناعية على نفقة الدولة. في هذا الفيديو ، يتم اختبار اختبارات النموذج الأولي الرابع للفرشاة الاصطناعية Stradivary ، والتي يخطط الفريق لبدء إنتاجها وتثبيتها في روسيا في أكتوبر-نوفمبر 2016.

إن الطرف الاصطناعي Stradivary هو عضلي كهربائي. لا يلزم التدخل الجراحي لتثبيته. يتم تضمين أجهزة استشعار العضلات السطحية في الجلبة المستقبلة ، وتلامس أماكن معينة على الجلد في منطقة العضلات ، والتقاط الإمكانات أثناء تقلص العضلات وإرسال إشارة لفتح أو إغلاق اليد.

المشكلة الرئيسية التي واجهتها عند تثبيت هذا النوع من الأطراف الاصطناعية هي عضلات الساعد الضعيفة. لتجنب هذه المشكلة ، تصنع Motorika أيضًا الأطراف الميكانيكية الجر للأطفال - مثل هذه الأطراف الاصطناعية لا تساعد فقط في أداء وظائف مختلفة في اليد ، ولكنها تعمل أيضًا كمحاكي.

وفقا لإيليا تشيخ ، مؤسس Motorika ، هناك الآن اتجاهان لتطوير الأطراف الاصطناعية.

الأول هو الإحساس ، أي التغذية المرتدة التي تسمح لمالك الطرف الاصطناعي بتلقي معلومات حول صفات الكائن الذي يلمس الجهاز.

والثاني هو زرع جميع العناصر ، بما في ذلك الإطار والمستشعر. إحدى المشاكل التي يعاني منها الطرف الاصطناعي لجيمس يونج ، والتي تلقت يدًا مشابهة لبدلة Metal Gear Solid ، هي الحاجة إلى إزالة مثل هذا الطرف الاصطناعي للنوم أو الاستحمام. في المستقبل ، من المرجح أن تشبه الأطراف الاصطناعية يد بطل الرواية في فيلم "أنا ، الروبوت" ، الذي يلعبه ويل سميث. ليس من حيث مطابقة أطرافهم ، ولكن من حيث عدم الحاجة إلى رعاية إضافية.

الآن في العالم اتجاه طباعة غير مكلفة للغاية في الأطراف الصناعية. وقد أدى توافر وتوزيع الطابعات ثلاثية الأبعاد إلى ذلك. هناك العديد من المشاريع التي تساعد على الحصول على أطراف صناعية للجر مجانًا ، ومخططات يمكنك من خلالها وضع اللمسات النهائية لطباعة الأطراف الاصطناعية وطبعها. يعتبر إيليا تشيخ أن هذا الاتجاه مؤقت: فهو سيحظى بشعبية في السنوات العشر إلى الـ12 القادمة ، بينما ستتطور التقنيات القابلة للزراعة وتتوسع. تقدم الطباعة ثلاثية الأبعاد الآن تكلفة أقل ، ولكنها تفقد الجودة بشكل ملحوظ. وعلى الأرجح لن تعطي أبدًا أفضل جودة مقارنة بالتقنيات التقليدية. سيكون من الأفضل دائمًا قطع الليزر باستخدام الصفائح المعدنية بدلاً من الطباعة باستخدام البوليمرات باستخدام طابعة. على الأقل سيكون الأمر كذلك ، إذا فكرت في النموذج الحالي لتطور الصحافة ،وليس التخيل حول البناء الجزيئي للأشياء. تم تصميم الطباعة لتقليل وقت وتكلفة النماذج الأولية والبحث والتطوير.

? 20-30 ?

أيدي بيونيك: التاريخ والمستقبل والواقع

أيدي الفرسان الصلب

القرن العشرون

الأطراف الاصطناعية الحديثة

الأطراف الاصطناعية في روسيا

More articles: