إن الذراع الاصطناعية Bionic قادرة الآن على اتباع التعليمات العقلية للمالك

فقدت جودي أوكونيل-بونكوس ذراعها أثناء التعامل اللامبالي مع مفرمة اللحم الصناعية. حدث ذلك في عام 1985. على الفور تقريبًا ، تلقت طرفًا صناعيًا وارتدته لعدة سنوات. طوال هذا الوقت ، كانت الفتاة تكره يدها الاصطناعية ، وبمجرد أن رميتها ببساطة. منذ ذلك الحين ، لم تستخدم الأطراف الاصطناعية الأخرى لمدة 20 عامًا.

إنها ليست الوحيدة التي لا تتأثر بالأطراف الاصطناعية. كثير من الناس الذين فقدوا أحد أطرافهم يرفضون ارتداء الأطراف الاصطناعية ، لذا فإن قصة جودي ليست خارجة عن المألوف. يرفض مرضى مبتور الأطراف الأطراف الاصطناعية التقليدية بالإضافة إلى الأنظمة المتقدمة التي تعمل بمضاعفات. تبلغ نسبة فشل الأنظمة الحديثة 75٪.

أحد الأسباب هو أن عددًا من الأطراف الاصطناعية الجديدة تستخدم مواد حديثة ، ومكابح قوية ، ومثبتات محسنة. لكن نظام التحكم في معظم الأطراف الاصطناعية تم تطويره في الخمسينات. ومنذ ذلك الحين ، لم يتغير الكثير. تستخدم معظم هذه الأطراف الاصطناعية أنظمة تحكم بسيطة إلى حد ما. تم تجهيز النماذج الأكثر تقدمًا فقط بأجهزة استشعار يمكنها قياس النشاط الكهربائي للجزء المتبقي من الطرف والاستجابة وفقًا لذلك. يتطلب العمل مع هذه الأطراف الاصطناعية ممارسة قوية ولا تزال غير مريحة.

هذا العام ، شارك أوكونيل بونكو في البرنامج الطبي الجديد. عُرض عليها اختبار نوع جديد من الأطراف الاصطناعية التي يمكنها اكتشاف حتى إشارة ضعيفة جدًا من النهايات العصبية ، وليس فقط العضلات. صممه شركة أسنانCoapt . هذا هو نظام الكتروني يؤدي تقريبا جميع الحركات الطبيعية التي فكر مالكها للتو.


يسمح لك الطرف الاصطناعي الجديد بإجراء حركات معقدة متزامنة مع حركة اليد الأخرى. أعلاه ، أظهرت صاحبة الجدة أنها تستطيع الآن ربط شعرها على شكل ذيل حصان ، دون أي مشاكل.

دخلت شركة Coapt السوق في عام 2013. الآن يستخدم حوالي 200 شخص الأطراف الاصطناعية لها. يتم التحكم في الطرف الاصطناعي باستخدام نظام الكمبيوتر المدمج ، الذي يحلل الإشارات الكهربائية المستقبلة من العضلات وينقل إلى الجزء الميكانيكي من الطرف الاصطناعي.

الفرق بين هذا الطرف الاصطناعي والأنظمة الأخرى هو القدرة على التعرف على الإشارات لكل حركة محددة. يقارن مطورو الأطراف الاصطناعية نظامًا كهربائيًا تقليديًا بنظام صوتي. وقالوا إن مثل هذا النظام لا يمكنه تحديد حجم الموسيقى إلا أنه لا يتعرف على الأغاني الفردية. وكذلك الأطراف الاصطناعية العادية - فهم يدركون الإشارة ، لكنهم لا يميزون الحركة التي تكون الإشارة مسؤولة عنها.

ولكن الطرف الاصطناعي الجديد "يفهم" أنه يجب تنشيط هذه الإشارة الكهربائية بواسطة الأصابع ، وهذا - بواسطة الرسغ. ونتيجة لذلك ، يعمل الذراع الاصطناعي وفقًا لأفكار المستخدم. إذا قرر أخذ شيء ما في يده ، فإن الطرف الاصطناعي يستجيب تلقائيًا للإشارة. إذا أراد مالك الطرف الاصطناعي تصحيح الشعر ، فإن النظام يحقق نية المالك. كما ذكر أعلاه ، يعمل الجهاز من Coapt بشكل متزامن مع الطرف الآخر ، بحيث يمكنك تنفيذ إجراءات منسقة بيدك الأصلية والاصطناعية.

قريبًا ، ستقوم Coapt بإطلاق طرف اصطناعي أكثر تقدمًا من الجيل الثاني. حصلت الشركة هذا العام على الحق في استخدام التكنولوجيا المطورة في جامعة بوردو.. يسمح لك بقراءة الإشارات الكهربائية مباشرة من الجلد ، ثم تحويل هذه الإشارات إلى أوامر من النظام الميكانيكي للأطراف الاصطناعية.

Coapt ليست الشركة الوحيدة التي تطور الأطراف الاصطناعية المعقدة التي تستجيب لنية الشخص للقيام بشيء ما. منذ وقت ليس ببعيد ، تم تلقي بدلة اصطناعية معقدة من DARPA من قبل ميليسا لوميس ، التي تعيش في كانتون (أوهايو ، الولايات المتحدة الأمريكية).


على عكس النظام السابق ، لا يستجيب هذا الطرف الاصطناعي فقط لدفعة عقلية للعمل. قد يشعر الشخص الذي استخدم تطوير DARPA بلمسة على هذا الموضوع. يشعر لوميس بأربعة أصابع من يده الاصطناعية ، بالإضافة إلى راحة اليد.

يتكون الطرف الاصطناعي نفسه من جزأين: جهاز إرسال / استقبال مرتبط بالنهايات العصبية لكتف المرأة والبدلة نفسها بجهاز استقبال إشارة. بمجرد أن يقرر Loomis تحريك طرفه ، يلتقط جهاز الاستقبال الإشارات في النهايات العصبية ، ويفك تشفيرها ويمررها إلى الطرف الاصطناعي. يستجيب الطرف الاصطناعي بناءً على ذلك ، مما يؤدي إلى تنشيط نظام سيرفو واحد أو آخر. النتيجة - يتحرك اليد الاصطناعية.

للعمل مع الطرف الاصطناعي DARPA ، كان من الضروري زرع حوالي 100 جهة اتصال مختلفة في الكتف تربط النهايات العصبية للكتف بجهاز إرسال واستقبال والعديد من أجهزة استشعار درجة الحرارة.

تعويضية صناعية أخرى تم اختبارها العام الماضي تتواءم مع السلالم. و تم تطويره في مختبر الأبحاث في معهد شيكاغو لإعادة التأهيل. تحدد الساق الاصطناعية تلقائيًا نوع الإجراء الذي يوشك صاحب الساق الاصطناعية القيام به.

لهذا ، يقرأ نظام الأطراف الاصطناعية للكمبيوتر الإشارات الكهرومغناطيسية باستخدام أقطاب كهربائية موجودة في كل من العضلات التسعة المتبقية في الطرف المتبقي. بعد ذلك ، يتم دمج 13 مستشعرًا ميكانيكيًا في الطرف الاصطناعي. تتعرف خوارزمية خاصة على الإشارات وتحلل الأنماط ويبدأ النظام في التصرف بناءً على الموقف.



في العام الماضي ، تم إدخال ساق اصطناعية أخرى مدفوعة بالفكر تسمى MyoElectric Sensor (IMES) .

يدعي المتخصصون الذين يعملون في الأطراف الاصطناعية المعقدة أن العقبة الرئيسية أمام إنشاء أنظمة أكثر تقدمًا من هذا النوع ليست بأي حال من الأحوال تعقيد الأجزاء الميكانيكية والإلكترونية من الطرف الاصطناعي. المشكلة الرئيسية هي قراءة الإشارات التي يصدرها الدماغ. على سبيل المثال ، إذا أراد الشخص رفع يده ، يتم تنشيط حوالي 500 مليون خلية عصبية في دماغه. يمكن للعلماء تلقي وتحليل إشارة متزامنة بحد أقصى عدة مئات من هذه الخلايا العصبية. يقول البروفيسور ماكلولين ، أحد المشاركين في مشروع Modular Prosthetic Limb (MPL): "لدينا الكثير من الأشياء التي تحدث في رؤوسنا ، ولكن هناك عدد قليل جدًا من الأدوات المتاحة لتحليل كل هذا" .

حتى أكثر الأنظمة تقدمًا مثل MPL أو الأطراف الاصطناعية Coapt تستخدم مجموعة من الحركات المحددة مسبقًا. على سبيل المثال ، الإشارة بالإصبع ، وقبضة قبضة ، والعمل بفرشاة وحركات أخرى هي فقط من 6 إلى 8. اليد العادية أكثر وظيفية بكثير من أي من أطقم الأسنان الحديثة الأكثر تقدمًا. ولكن في كل شهر ، هناك أنظمة جديدة وأكثر تعقيدًا وتقدمًا. لذا ، قبل ظهور ذراع ميكانيكية كاملة ، ربما لم يتبق الكثير من الوقت.

Source: https://habr.com/ru/post/ar397861/