Lengan prostetik Bionik sekarang dapat mengikuti instruksi mental pemilik

Jodie O'Connell-Ponkos kehilangan lengannya saat menangani penggiling daging industri yang ceroboh. Itu terjadi pada tahun 1985. Hampir segera, dia menerima prostesis, dan memakainya selama beberapa tahun. Selama ini, gadis itu membenci tangan tiruannya, dan begitu dia membuangnya begitu saja. Sejak itu, dia tidak menggunakan prostesis lain selama 20 tahun.

Dia bukan satu-satunya yang tidak terlalu suka prostesis. Banyak orang yang kehilangan anggota tubuhnya menolak untuk memakai anggota tubuh buatan, sehingga kisah Jody tidak luar biasa. Pasien yang diamputasi menolak prostesis konvensional serta sistem canggih yang digerakkan oleh servo. Tingkat kegagalan sistem modern, menurut statistik, mencapai 75%.

Salah satu alasannya adalah bahwa sejumlah prostesis baru menggunakan bahan modern, servos yang kuat dan pengencang yang ditingkatkan. Tetapi sistem kontrol dari sebagian besar anggota tubuh buatan dikembangkan kembali pada tahun 1950-an. Dan sejak itu, sedikit yang berubah. Sebagian besar prostesis ini menggunakan sistem kontrol yang cukup sederhana. Hanya model yang paling canggih yang dilengkapi dengan sensor yang dapat mengukur aktivitas listrik dari bagian tubuh yang tersisa dan merespons sesuai. Bekerja dengan protesa semacam itu membutuhkan latihan yang solid dan mereka tetap tidak nyaman.

Tahun ini, O'Connell-Poncos mengambil bagian dalam program medis baru. Dia ditawari untuk menguji jenis prostesis baru yang dapat mendeteksi sinyal saraf yang sangat lemah, bukan hanya otot. Dirancang oleh perusahaan gigitiruanCoapt . Ini adalah sistem bionik yang melakukan hampir semua gerakan alami yang baru saja dipikirkan oleh pemilik gigitiruan.


Prostesis baru memungkinkan Anda untuk membuat gerakan rumit yang disinkronkan dengan gerakan sisi lain. Di atas, pemilik novel menunjukkan bahwa sekarang dia dapat mengikat rambutnya menjadi ekor kuda, tanpa masalah.

Coapt memasuki pasar pada 2013. Sekarang sekitar 200 orang menggunakan prostesisnya. Prostesis dikontrol menggunakan sistem komputer bawaan, yang menganalisis sinyal listrik yang diterima dari otot dan mentransmisikan ke bagian mekanis prostesis.

Perbedaan antara prostesis ini dan sistem lainnya adalah kemampuan untuk mengenali sinyal untuk setiap gerakan tertentu. Pengembang prostesis membandingkan sistem myoelectric konvensional dengan sistem audio. Sistem seperti itu, kata mereka, hanya dapat menentukan volume musik, tetapi tidak mengenali lagu secara individu. Begitu juga prostesis biasa - mereka menerima sinyal, tetapi tidak membedakan gerakan yang bertanggung jawab atas sinyal tersebut.

Prostesis baru, bagaimanapun, “memahami” bahwa sinyal listrik ini harus diaktifkan oleh jari, dan yang ini - oleh pergelangan tangan. Hasilnya, lengan prostetik bekerja sesuai dengan pikiran pengguna. Jika ia memutuskan untuk mengambil sesuatu di tangannya, prostesis secara otomatis merespons sinyal. Jika pemilik prostesis ingin memperbaiki rambut, sistem memenuhi niat pemiliknya. Seperti disebutkan di atas, perangkat dari Coapt bertindak serempak dengan anggota tubuh lainnya, sehingga Anda dapat melakukan tindakan terkoordinasi dengan tangan asli dan buatan Anda.

Segera, Coapt akan merilis prostesis yang lebih maju dari generasi kedua. Tahun ini, perusahaan menerima hak untuk menggunakan teknologi yang dikembangkan di Universitas Purdue.. Ini memungkinkan Anda membaca sinyal listrik langsung dari kulit, kemudian mengubah sinyal-sinyal ini menjadi perintah dari sistem mekanik prostesis.

Coapt bukan satu-satunya perusahaan yang mengembangkan prostesis bionik kompleks yang menanggapi niat seseorang untuk melakukan sesuatu. Belum lama berselang, prostesis kompleks diterima dari DARPA oleh Melissa Loomis, yang tinggal di Canton (Ohio, AS).


Berbeda dengan sistem sebelumnya, prostesis ini tidak hanya menanggapi dorongan mental untuk bertindak. Orang yang menggunakan pengembangan DARPA bahkan mungkin merasakan sentuhan pada subjek. Loomis merasakan empat dari lima jari tangan buatannya, serta telapak tangan.

Prostesis itu sendiri terdiri dari dua bagian: transceiver yang melekat pada ujung saraf bahu wanita dan prostesis itu sendiri dengan penerima sinyal. Segera setelah Loomis memutuskan untuk menggerakkan anggota tubuhnya, penerima mengambil sinyal di ujung saraf, menerjemahkannya dan meneruskannya ke prostesis. Prostesis bionik merespons dengan demikian, mengaktifkan satu atau sistem servo lainnya. Hasil - tangan buatan bergerak.

Untuk bekerja dengan prostesis DARPA, perlu untuk menanamkan sekitar 100 kontak yang berbeda ke bahu yang menghubungkan ujung saraf bahu dengan transceiver dan beberapa sensor suhu.

Prostesis bionik lain yang diuji tahun lalu berhasil mengatasi tangga. Itu dikembangkan di laboratorium penelitian di Rehab Institute di Chicago. Kaki palsu secara otomatis menentukan jenis tindakan yang akan dilakukan pemilik kaki palsu tersebut.

Untuk ini, sistem prostesis komputer membaca sinyal elektromiografi menggunakan elektroda yang terletak di masing-masing dari 9 sisa otot anggota tubuh yang tersisa. Setelah itu, 13 sensor mekanik diintegrasikan ke dalam prostesis. Algoritma khusus mengenali sinyal, menganalisis pola, dan sistem mulai bertindak berdasarkan situasi.



Tahun lalu, kaki prostetik buatan-pikiran lainnya, disebut MyoElectric Sensor (IMES) , diperkenalkan .

Spesialis yang bekerja pada prostesis bionik kompleks mengklaim bahwa hambatan utama untuk menciptakan sistem yang lebih maju dari jenis ini sama sekali bukan kompleksitas bagian mekanik dan elektronik prostesis. Masalah utama adalah pembacaan sinyal yang dipancarkan otak. Misalnya, jika seseorang ingin mengangkat tangan, sekitar 500 juta neuron diaktifkan di otaknya. Para ilmuwan dapat menerima dan menganalisis sinyal simultan dari maksimum beberapa ratus neuron tersebut. “Kami memiliki banyak hal yang terjadi di kepala kami, tetapi sangat sedikit alat yang tersedia untuk menganalisis semua ini,” kata Profesor McLaughlin, salah satu peserta dalam proyek Modular Prosthetic Limb (MPL).

Bahkan sistem yang paling canggih seperti MPL atau Coapt prosthesis menggunakan serangkaian gerakan yang telah ditentukan. Misalnya, menunjuk dengan jari, mengepalkan tangan, bekerja dengan kuas dan gerakan lainnya hanya 6-8. Tangan biasa jauh lebih fungsional daripada gigi palsu modern modern mana pun. Tetapi setiap bulan ada sistem baru, lebih kompleks dan canggih. Jadi, sebelum penampilan lengan mekanik penuh, mungkin tidak ada banyak waktu yang tersisa.

Source: https://habr.com/ru/post/id397861/