Tangan Bionik: sejarah, masa depan, dan kenyataan
Kehilangan anggota tubuh atau organ apa pun bagi seseorang adalah masalah besar. Dalam beberapa kasus, Anda harus tahan dengan itu, tetapi kadang-kadang prosthetics modern dapat membuat seseorang dengan "cacat" menjadi seseorang dengan "kemampuan yang bertambah", seperti yang dikatakan oleh perwakilan beberapa perusahaan dalam industri ini.Pada artikel ini kita akan berbicara tentang prosthetics tangan. Di sini kita tidak akan menyentuh pada topik gigi, mata, telinga, wajah, organ internal seseorang dan bahkan kaki. Dan mari kita mulai dari Abad Pertengahan, ketika amputasi adalah salah satu cara paling efektif untuk melawan infeksi. Perangkat Victoria dan protesa bionik modern akan melanjutkan topik ini, dan pada akhirnya kita akan membahas masa depan dari arah ini.
Tangan baja para ksatria
Prostesis tangan ini terbuat dari kurma baja dari abad ke-16. Ini memiliki dua jari dan ibu jari, yang dapat mengambil posisi tertentu. Manajemen dilakukan dengan menggunakan tombol di bagian belakang telapak tangan. Perangkat ini adalah salah satu dari tiga protesa Chevalier Götz von Berlichingen . Perangkat diperbolehkan mengambil benda dan, bahkan mungkin, menulis dengan pena.
Ini adalah tangan ksatria lain .
Di dalam lengan besi ini , dibuat pada abad ke-17, ada mekanisme yang memungkinkan penekukan lengan yang tersisa untuk mengendalikan kepalan tangan. Rupanya itu adalah prototipe prostesis traksi modern.
Prostesis kayu ini diduga dibuat tahun 1800.
Prostesis kayu lainnya konon dikontrol menggunakan kabel. Tangan buatan disajikan di Museum Smithsonian.
Sumber: discovery.smithsonian.org Orang yangkurang kaya bisa menggunakan kait gigitiruan yang mirip dengan perlengkapan awal abad ke-19 ini. Ketika saya mengambil artikel ini, saya yakin hanya prostesis yang ada sampai abad ke-20.
Siku, pergelangan tangan dan jari prostesis ini , dibuat antara tahun 1850 dan 1910, dapat bergerak. Mungkin sebuah sarung tangan diletakkan di tangan besi ini. Meski perangkatnya terlihat sangat menarik.Pada 2013, sebuah posting tentang prostesis ajaib dari Belanda macet di Habrahabr. Pos itu memuat pemindaian dari Jurnal Kementerian Pendidikan No. 7 tahun 1837, yang menggambarkan "lengan mekanis dari perangkat baru yang sepenuhnya dapat menggantikan hilangnya anggota yang berharga ini." Dua tangan seperti itu, yang bisa Anda lambaikan, gerakkan jari dan ambil benda, diberikan kepada dua prajurit. Dilihat oleh contoh-contoh prostesis sebelumnya, yang disimpan di berbagai museum dan dijelaskan oleh sejarawan dan ilmuwan, artikel ini masih belum bisa menjadi bebek, seperti yang dipikirkan pengguna.
Foto di bawah ini menunjukkan seorang veteran Perang Saudara AS dari tahun 1861-1865.
Lubang terlihat di telapak tangan buatan wanita abad ke-19 ini, yang mungkin telah digunakan untuk mengamankan kait atau perangkat lain yang membuat hidup lebih mudah.
Sumber: collectmedicalantiques.comAbad XX
Prostesis dalam foto di bawah ini dibuat untuk seorang gadis berusia 16 tahun yang kehilangan lengannya di bawah siku. Prostesis terbuat dari kayu, kulit dan kain. Perlu dicatat bahwa di sini mereka memikirkan tentang penampilan perangkat dan fungsinya: pergelangan tangan berputar, jari-jari berubah posisi, dan kait ditambahkan ke telapak tangan - sehingga Anda dapat, misalnya, membawa tas. Prostesis disajikan di Museum of Science di London.
Beginilah penampilan prostesis abad ke-19 dan ke-20. Disajikan di Museum Sains.
Dalam foto ini, seorang tentara Jerman bekerja di bengkel menggunakan prosthesis tangan kiri. Foto itu terdapat di Museum Nasional Perang Dunia Pertama di Kansas.
Ini adalah prostesis Swiss. Dalam tradisi terbaik - dengan nosel yang dapat dipertukarkan berbeda.
Prostesis ini disajikandi museum sains di london. Itu dibuat untuk seorang pria berusia 17 tahun pada tahun 1959.
Sumber: sciencemuseum.org.ukSalah satu penerima prostesis pertama adalah personil militer. Dalam hal ini, produsen prostesis dari Brooklyn pada poster iklan mengatakan bahwa ia bangga bekerja dengan angkatan bersenjata AS.
Seperti yang Anda lihat, prostesis jenis ini tidak banyak berubah selama beberapa dekade.
Prostesis bionik modern
Mari kita lihat dulu apa itu "prostesis bionik". Bionics adalah ilmu terapan yang menggabungkan biologi dan teknologi. Margasatwa membantu para ilmuwan menemukan solusi untuk perangkat teknis. Ada bionik biologis, yang mempelajari proses dalam sistem biologis, teoretis, yang membangun model matematika dari proses ini dan teknis. Kita sekarang membutuhkan bionik teknis: ini menerapkan model bionik teoretis untuk menyelesaikan masalah teknik, seperti halnya dengan prostesis.Sebelumnya, spesialis tersirat oleh prostesis "bionik" seperti perangkat yang mirip dengan bagian tubuh yang mereka gantikan. Dari sudut pandang konsep-konsep modern, prostesis ini adalah yang dikendalikan oleh elektronik dan biocurrents, yaitu, mereka menggunakan miografi atau ensefalogram.Perusahaan Inggris RSLSteeper, yang saat ini memiliki sekitar 90 tahun pengalaman dalam prosthetics, memperkenalkan prostesis bionik BeBionic ke pasar internasional pada tahun 2010. Pada saat itu, lengan buatan untuk orang dewasa hanya memiliki empat pegangan fungsional, tetapi sudah diizinkan untuk makan, minum, mencetak, memutar kunci di kunci, menggunakan ATM dan memegang benda-benda kecil. Dengan menggunakan perangkat ini, pengguna dapat memecahkan telur dan memegang gelas sekali pakai di tangannya - karena kekuatan menekan pun dikendalikan oleh perintah yang dilepaskan oleh sensor dari otot.Kurangnya permintaan massa dan kompetisi yang rendah adalah alasan utama prostesis bionik sangat mahal. Pada 2013, harga satu buah telapak tangan palsu mencapai seratus ribu dolar.Bagaimana cara mengurangi biaya prostesis? Perlu membuat lebih murah produksinya. Pada tahun 2013, kampanye crowdfunding di IndieGoGo untuk membuat prostesis sawit yang terbuka dan terjangkau, yang sebagian besar perinciannya dapat dicetak pada printer 3D , berhasil diselesaikan . Perangkat ini memiliki drive independen untuk setiap jari, umpan balik sentuhan dan membaca sinyal melalui kulit untuk kontrol. Di telapak perangkat ada penggerak listrik dan papan kontrol di Arduino.<img src = " habrastorage.org/getpro/habr/post_images/79b/967/591/79b9675914c40ef0e466ee254de5e0e9.jpg " width = '600 "alt =" image "/>Tata letak versi anak-anak Dextrus, bergaya oleh lengan Iron Manlainnya . proyek, Limbitless Solusi , yang membuat prostesis murah, pada tahun 2015 mengatur pertemuan dari Robert Downey Jr dan tujuh anak berusia tahun Alex, untuk memberikan anak prostesis bionik dalam bentuk baju lengan pahlawan favoritnya.dan yang sangat penting - dengan mencetak biaya produksi 3D-printer dari prostesis berjumlah hanya $ 350. Proyek itu sendiri membuat prostesis ini terutama untuk anak-anak yang keluarganya tidak mampu menghabiskan 30-100 ribu dolar untuk lengan bionik.<img src = " habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/97b/0c3/cb9/97b0c3cb9d60525af7e546ed9c73124c.png " width = '600 "alt =" image "/>Pada 2014, Johns Hopkins University mengembangkan prosthesis dan keduanya Kami mengujinya pada seorang pria yang kehilangan kedua lengan dari bahu dan bawahnya. Untuk mengontrol prostesis, sistem membaca sinyal dari otot dada.Salah satu pemain prosthetics tangan yang paling serius di dunia adalah Bebionic. Seringkali di media mereka mengatakan bahwa perusahaan ini membuat prostesis bionik pertama. Dalam video ini, demonstrasi kemampuan prostesis myoelectric BeBionic 3 dari Nigel Ackland, yang dikenal di Rusia dan dunia cyborg.Pada Juni 2016, warga Inggris pertama menerima sikat Bebionic Small - prostesis realistis yang, berkat ukurannya yang kecil, cocok untuk wanita dan remaja. Nicky Ashwell yang berusia 29 tahun dari London dilahirkan tanpa tangan kanannya dan menggunakan prostesis kosmetik yang tidak memiliki fungsi seumur hidupnya. Dilihat dari foto-foto itu, Nicky memutuskan untuk tidak memakai sarung tangan yang meniru kulit manusia.Prostesis Bebionic Small memiliki berat 390 gram, dapat menampung hingga 45 kilogram dan memiliki 14 tarikan.<img src = " habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/670/4d5/245/6704d5245a167bd1cb931f503589bc21.jpg " width = '600 "alt =" image "/>Pada Mei 2016, James Young yang berusia 26 tahun menerima prosthesisdibuat seperti tangan Solid Snake, pahlawan dari seri game Metal Gear Solid. James kehilangan lengan kirinya, melukai kaki kirinya dan menerima luka-luka lain ketika ia berada di bawah kereta, dan setelah rumah sakit ia menerima prostesis standar, yang ia sendiri anggap jelek. Sekarang dia "menggulung" prototipe lengan buatan lainnya.
Foto: dailymail.co.uk
Metal Gear Solid 5Seperti dapat dilihat dari contoh di atas, prostesis bionik modern memiliki fungsi yang cukup untuk berbagai kegiatan sehari-hari. Tetapi ada satu hal lagi yang sedang dikerjakan para ilmuwan: sensitivitas prostesis. Untuk tangan seseorang, penting untuk memahami berapa banyak memeras sesuatu, apa yang sebenarnya bisa diambil, apa yang tidak bisa. Jadi dengan sikat buatan - itu akan sangat meningkatkan kemampuan untuk merasakan.Pada 2013, sebuah tim dari Cleveland Veterans Affairs Medical Center dan Case Western Reserve University mengembangkan prostesis yang sensornya terhubung langsung ke ujung saraf anggota tubuh yang tersisa. Dalam hal ini, pulsa dari sensor tidak berbeda dari pulsa yang dikirim oleh tangan Anda sendiri. Relawan pertama yang menguji perangkat, mengatakan bahwa ia mulai merasakan dengan "jari", telapak tangan dan bagian belakang telapak tangan. Dalam video di bawah ini, seorang sukarelawan mencoba untuk merobek cabang dari ceri - pertama-tama dengan fungsi sensitivitas tangan buatan dimatikan, kemudian dinyalakan. Dalam kasus kedua, dia mengatasi tugas ini dengan lebih baik.DARPA pada pertengahan 2013 juga memperkenalkan prostesis umpan balik sebagai bagian dari program RE-NET (Reliable Neural-Interface Technology). Agensi akan mengerjakan proyek ini hingga 2016.Pada 2015, seorang pasien lumpuh berusia 28 tahun, menggunakan prostesis yang terhubung ke otak, mulai menyentuh berbagai benda , termasuk menyentuh setiap jari. Ini dilakukan sebagai bagian dari program lain - Merevolusi Prosthetics .Pada tahun 2014, Dennis Aabo Sørensen, yang kehilangan tangannya karena penanganan ceroboh "mainan" kembang api, secara sukarela menguji prostesis dengan umpan balik. Elektroda prostesis terhubung ke sistem saraf manusia . Kekuatan sinyal dihitung oleh komputer, dan Dennis mulai merasakan ukuran, bentuk, dan tekstur objek.
Prostesis bionik di Rusia
Hampir tidak ada pemain di pasar Rusia yang telah memperkenalkan lengan prostetik bionik untuk penggunaan komersial. Pengembangan dilakukan oleh startup "Motorika", yang dikenal karena memperkenalkan ke dalam program federal untuk menyediakan orang-orang cacat dengan sarana teknis untuk rehabilitasi prostesis traksi untuk anak-anak - berkat perusahaan ini, anak-anak menerima prostesis traksi dengan mengorbankan negara. Dalam video ini, tes prototipe keempat dari sikat buatan Stradivary, yang tim rencanakan untuk mulai diproduksi dan dipasang di Rusia pada Oktober-November 2016, diuji.Prostesis Stradivary adalah mioelektrik. Tidak diperlukan intervensi bedah untuk menginstalnya. Myosensor permukaan dibangun ke lengan penerima, menyentuh tempat-tempat tertentu pada kulit di daerah otot, menangkap potensi selama kontraksi otot dan mengirimkan sinyal untuk membuka atau menutup tangan.Masalah utama yang dihadapi saat memasang prostesis jenis ini adalah otot lengan bawah yang berkembang lemah. Untuk menghindari masalah ini, Motorika juga membuat prostesis mekanik traksi untuk anak-anak - prostesis seperti itu tidak hanya membantu melakukan berbagai fungsi tangan, tetapi juga berfungsi sebagai simulator.Menurut Ilya Chekh, pendiri Motorika, sekarang ada dua arah untuk pengembangan prostesis bionik.Yang pertama adalah sensasi, yaitu umpan balik yang memungkinkan pemilik prosthesis untuk menerima informasi tentang kualitas objek yang disentuhnya.Yang kedua adalah implantasi semua elemen, termasuk bingkai dan sensor. Salah satu masalah dengan prosthesis James Young, yang menerima tangan yang mirip dengan Metal Gear Solid, adalah kebutuhan untuk menghapus prosthesis seperti itu untuk tidur atau mandi. Di masa depan, prostesis akan lebih menyerupai tangan protagonis film "I, the Robot," yang diperankan oleh Will Smith. Bukan dalam hal mencocokkan anggota tubuh mereka sendiri, tetapi dalam hal kurangnya kebutuhan untuk perawatan tambahan.Sekarang di dunia arah pencetakan murah sangat populer di prosthetics. Ketersediaan dan distribusi printer 3D telah menyebabkan ini. Ada berbagai proyek yang membantu untuk mendapatkan prostesis traksi secara gratis, dan skema yang dengannya Anda dapat menyelesaikan dan mencetak tangan prostesis myoelectric. Ilya Chekh menganggap arahan ini hanya sementara: akan populer untuk 10-12 tahun ke depan, sementara teknologi implan akan berkembang dan berkembang. Pencetakan 3D sekarang menawarkan biaya lebih rendah, tetapi secara signifikan kehilangan kualitas. Dan kemungkinan besar tidak akan pernah memberikan kualitas terbaik dibandingkan dengan teknologi tradisional. Akan selalu lebih murah dan lebih baik untuk memotong dengan laser lembaran logam daripada mencetak dengan polimer menggunakan printer. Setidaknya akan begitu, jika Anda berpikir dalam paradigma yang ada tentang perkembangan pers,dan tidak berfantasi tentang konstruksi molekul benda. Pencetakan dirancang untuk meminimalkan waktu dan biaya pembuatan prototipe dan R&D.? 20-30 ? Source: https://habr.com/ru/post/id394579/
All Articles