Mi a különbség a bionikus protézisek, Popular Mechanics magazin

Egészen a közelmúltig, a műfogsor csatolták az emberi test mechanikai és nincs összefüggésben az idegrendszert. Ők lehet hajlítani a vas zsanérok, ízületek, de végre minden mozgást tulajdonosának kell valamilyen módon szabályozni a viselkedését a protézis kezét visszacsatolás. Így az ember jelezte a lábát, hogy a pocsolya előtt, és meg kell kiiktatni, és a kéz - meg kell, hogy gondosan vegye a tojás és főzzük egy omlettet, vagy éppen ellenkezőleg, szilárdan rögzítse a szerszámot a kezében. Tanítani egy személy kezelheti az új végtag, így szükséges egy hosszú idő, és egy sor utasítást meglehetősen korlátozott, így a finom motoros készségek hagyott sok kívánnivalót maga után.

De a tudósok által inspirált a képzelet sci-fi írók képesek voltak, hogy hihetetlen - egy mechanikus kar csatlakozik az emberi idegrendszer.

hogy elkapjam a

Amikor egy férfi kéz érintése nélkül akarjuk mozgatni az ujját, az agy létrehoz egy megfelelő jelet, ami megy az idegek mentén vezet az izmok a végtagok. De mivel nincs karja jel megy „a semmibe.” De mi van, ha valahol az út mentén „lehallgatott” az idegi impulzusok, és ezen az alapon, miután az adatok elemzése és feldolgozása alkotnak egy robotkar vezérlő parancsokat? Ez ezen az úton számos kutatócsoport célja, hogy dolgozzon ki egy protézis, hogy olvassa el idegi jeleket, és átalakítja őket a mozgás.

Az amerikai University of Houston és a Rice Egyetem végzett kísérletek eltávolítása motoros ideg jelek electroencephalographia (EEG) elektródák segítségével a hajas fejbőrön. A nehézséget az okozza, hogy az EEG - egy sor számos különböző jelek, és a feladata, hogy megkülönböztesse közülük azokat, amelyek irányítják a mozgást a végtagok rokon keres egy tűt a szénakazalban.

A kutatók a Chalmers University of Technology, Göteborg (Svédország) munkatársaival együtt a konzorcium Nebias (projekt több európai egyetem) elment a másik irányba. Ahelyett, elhelyezése az elektródák a bőr felületén, ahol a hasznos jel nagyon zajos, a tudósok megpróbálták csökkenteni a zaj hatása, tetves elektródák a bőr alatt. De a fiziológia minden ember egyedi, és lehetetlen megmondani előre pontosan, hogy hol helyezze az elektródákat kell maximalizálni az arány „jel-zaj”.

Öntanuló robot

Jelenleg a legígéretesebb módszer az ellenőrzés bionikus protézisek tekinthető olvasási elektromos potenciál izmokból csonkja - electromyography (EMG). Az ilyen high-tech protézis már túllépett a laboratóriumi és sorozatban gyártott. Ahhoz azonban, hogy tanítani a beteget, hogy megfelelően kezelni a protézis - továbbra is nehéz feladat.

A laboratóriumban alkalmazott kibernetikai rendszerek a moszkvai Fizikai-Műszaki Intézet próbálják kapcsolni a problémát a feje, hogy az, hogy „tanítani” a protézis helyesen megérteni a parancsokat az emberi agy. GalvaniBionix csapat graduális és posztgraduális MIPT által vezetett Laboratóriumának vezetője Timur Bergalievym használ egynél több pár elektródát, és több elektromos potenciál olvasásához izmokat. Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy jelentősen megnőtt a szintje a kívánt jel és végrehajtására algoritmusok „én”. Minden kombináció érkező jelek különböző elektróda felel meg az adott intézkedés a kezét, és a feladata, hogy megteremtse a megfelelő könyvtárat, amelyben a rendszer kezeli a készítmény egy sor új impulzusokat. „A szoftver megtanulja felismerni az agy parancsot, igazodva egy adott személy - Bergalou magyarázza. - Azt nem tudták bizonyítani a teljesítményét a prototípus rendszer: amputált segítségével „izom jeleket” lehetett mozgatni a kurzort a képernyő körül. A jövőben tervezzük használni a gépi tanulási algoritmusok elemzik gyakorisága regisztrációs különböző kombinációi jeleket, és ezeket az adatokat elismerésének javítása. "

Timur Bergalou, vezetője Laboratórium Alkalmazott kibernetikus rendszer a moszkvai Fizikai-Műszaki Intézet, Fej GalvaniBionix projekt: „Ahhoz, hogy ellenőrizzék a protézis dolgozunk egy olyan technológia, amely alkalmazkodik az emberi személyiség. A csonkot, akkor helyezze több mint egy pár elektródát, és a szokásos módon, hanem több. Minél többet használjuk elektródák, a b? nagyobb mintavétel jeleit, így az elemzés. Igen, így nagyban megnehezíti a munkát a számítógépen, mert a processzor nehezebb elemezni több jel. De sokkal könnyebb a beteg életét. "

elektromos kézi

Protézis kezdődött tisztán kozmetikai (passzív) protézisek célja tisztán, hogy újra természetes megjelenést elvesztett végtagjait. Azonban a technológiai fejlődés lehetővé tette, hogy dolgozzon ki a különböző módszerek ellenőrzött protézisek.

Kipörgésgátló használ mechanikus rudak továbbítására protézis mozgását. A vezetőképesség szabályozás alapja egy olvasó bioelektromos potenciál során felmerülő izom-összehúzódás a fennmaradt részei a kezét.

EEG kontroll használ olvasható elektromos potenciál az agyban electroencephalographia (EEG). Az érzékelők jeleitől felületére helyezett a fejbőr, a számítógép van dekódolva és alakítjuk parancsokat, hogy ellenőrizzék a protézis.

Szabályozás Elektronikus implantátumok - ültetik a kéregben az elektródák, amellyel aktivitása van rögzítve kérgi neuronok.