Бионический протез руки: всё, что вам нужно знать
Бионические протезы, известные также как миоэлектрические протезы или протезы с внешним источником энергии — высокотехнологичные устройства, которые используются для реабилитации людей с повреждениями верхних конечностей. Бионические руки восстанавливают часть утерянных возможностей пользователя, дают новые. Например, человек может брать горячую посуду бионическими руками и не обжигаться.
Как и где появились бионические протезы?
Родина бионических протезов — СССР. В 1956 году советские ученые изобрели технологию, при помощи которой до сих пор работают бионические устройства по всему миру. Система биоэлектрического управления стала прорывом в отрасли и предопределила вектор развития на десятилетия вперед.
Принцип работы довольно простой — на культе пользователя остаются мышцы, отвечающие за сгибание и разгибание руки. Специальные ЭМГ датчики (электромиографические датчики) считывают с них сигналы, заставляя протез открываться или закрываться.
Принцип работы довольно простой — на культе пользователя остаются мышцы, отвечающие за сгибание и разгибание руки. Специальные ЭМГ датчики (электромиографические датчики) считывают с них сигналы, заставляя протез открываться или закрываться.
Как работают современные протезы?
В настоящее время Моторика применяет усовершенствованные ЭМГ датчики собственной разработки. Они не просто считывают сокращенное и расслабленное состояния мышц — устройства учитывают также состояние кожи, положение сухожилий. Компания активно работает над усовершенствованием систем управления, проводит тесты и внедряет новые технологии.
Бионические протезы бывают двух типов: односхватные и многосхватные. У односхватного протеза есть мощный и автономный моторчик, который получает информацию от датчиков. Он открывает и закрывает протез, в зависимости от желания носителя. У многосхватных порезов моторчик подключен к каждому отдельно. Пальцы могут двигаться независимо, при помощи жестов, которые пользователь программирует в приложении заранее. Компания активно работает над усовершенствованием систем управления, проводит тесты и внедряет новые технологии.
Бионические протезы бывают двух типов: односхватные и многосхватные. У односхватного протеза есть мощный и автономный моторчик, который получает информацию от датчиков. Он открывает и закрывает протез, в зависимости от желания носителя. У многосхватных порезов моторчик подключен к каждому отдельно. Пальцы могут двигаться независимо, при помощи жестов, которые пользователь программирует в приложении заранее. Компания активно работает над усовершенствованием систем управления, проводит тесты и внедряет новые технологии.
Односхват или многосхват?
В настоящее время есть два вида современных бионических протезов: односхватные и многосхватные. Протез подбирается под необходимые задачи носителя, нельзя сказать, что какой-то лучше, а какой-то хуже. У каждого типа есть свои преимущества.
Односхватные бионические протезы
Пальцы протеза, от мизинца до указательного, работают синхронно. Протез можно открыть и закрыть, либо зафиксировать в положении между этими состояниями. Главные преимущества такого варианта — мощный двигатель и высокая автономия. С ним можно поднимать предметы весом до 10 килограммов и выполнять 800/1200 схватов на одном заряде.
Многосхватные бионические протезы
Это такие устройства, где к каждому пальцу подведен отдельный моторчик, благодаря чему они могут двигаться независимо друг от друга. Такая бионическая рука может воспроизводить до 14 заранее запрограммированных жестов. Например, можно показать рокерскую козу или сделать сердечко руками. Для многосхватных протезов доступно частичное протезирование — можно создать устройство, которое будет заменять от 3 до 5 пальцев руки.
Односхватные бионические протезы
Пальцы протеза, от мизинца до указательного, работают синхронно. Протез можно открыть и закрыть, либо зафиксировать в положении между этими состояниями. Главные преимущества такого варианта — мощный двигатель и высокая автономия. С ним можно поднимать предметы весом до 10 килограммов и выполнять 800/1200 схватов на одном заряде.
Многосхватные бионические протезы
Это такие устройства, где к каждому пальцу подведен отдельный моторчик, благодаря чему они могут двигаться независимо друг от друга. Такая бионическая рука может воспроизводить до 14 заранее запрограммированных жестов. Например, можно показать рокерскую козу или сделать сердечко руками. Для многосхватных протезов доступно частичное протезирование — можно создать устройство, которое будет заменять от 3 до 5 пальцев руки.
Что ждет бионические протезы в будущем? Каковы перспективы?
Моторика ведет исследования в разных областях, разрабатывает технологии, которые смогут радикально поменять опыт взаимодействия человека и современного бионического протеза. Два главных направления — адресная реиннервация и pattern recognition.
Адресная реиннервация
Одна из основных проблем использования современного бионического протеза — невозможность управлять им так же интуитивно и просто, как рукой. В случае с вашей конечностью, вы посылаете из мозга нервный импульс, который доходит до мышц и приводит их в движение. Для того, чтобы управлять протезом, приходится напрягать мышцы культи, процесс управления сильно отличается от естественного. Адресная реиннервация решает эту проблему.
Очувствление
Вы пока не сможете, к примеру, взять предмет со стола при помощи протеза, не глядя на него, так же просто, как сделали бы это своей рукой. Моторика активно решает эту задачу. Мы разрабатываем системы, которые позволят чувствовать прикосновения при помощи протеза. Уже сейчас пилоты-испытатели могут отличить твердый предмет от мягкого, большой от маленького. В будущем они научатся различать температуру и другие свойства предметов.
Pattern recognition
Это технология, которая позволит пользователям многосхватных бионических протезов управлять пальцами так же интуитивно и просто, как своей рукой. Специалисты учат искусственный интеллект распознавать мышечные сигналы и соответствующим образом реагировать. Такая бионическая рука сможет двигать пальцами независимо друг от друга не только по заранее запрограммированным сценариям, но и в соответствии с импровизированным желанием пользователя.
Структура руки неоднородна: она состоит из кости, мышечных тканей, кожи сухожилий и подкожного жира. Если с одной стороны мышца напрягается, противоположная сторона руки также меняет структуру: кожа натягивается, сухожилия тоже. Эти данные можно учитывать для того, чтобы лучше понять намерение носителя.
Специалисты экспериментируют с ЭМГ и оптическими датчиками. Мы уже знаем, что установка нескольких датчиков вместо одного позволяет сделать управление более точным. Датчики видят не только мышцы, но и положение друг друга в пространстве, что увеличивает точность измерений активности. Также появляется пространство для увеличения количества узнаваемых жестов.
В ближайшие годы бионические руки заместят все больше функций, утерянных в результате аплазии или ампутации.
Адресная реиннервация
Одна из основных проблем использования современного бионического протеза — невозможность управлять им так же интуитивно и просто, как рукой. В случае с вашей конечностью, вы посылаете из мозга нервный импульс, который доходит до мышц и приводит их в движение. Для того, чтобы управлять протезом, приходится напрягать мышцы культи, процесс управления сильно отличается от естественного. Адресная реиннервация решает эту проблему.
Очувствление
Вы пока не сможете, к примеру, взять предмет со стола при помощи протеза, не глядя на него, так же просто, как сделали бы это своей рукой. Моторика активно решает эту задачу. Мы разрабатываем системы, которые позволят чувствовать прикосновения при помощи протеза. Уже сейчас пилоты-испытатели могут отличить твердый предмет от мягкого, большой от маленького. В будущем они научатся различать температуру и другие свойства предметов.
Pattern recognition
Это технология, которая позволит пользователям многосхватных бионических протезов управлять пальцами так же интуитивно и просто, как своей рукой. Специалисты учат искусственный интеллект распознавать мышечные сигналы и соответствующим образом реагировать. Такая бионическая рука сможет двигать пальцами независимо друг от друга не только по заранее запрограммированным сценариям, но и в соответствии с импровизированным желанием пользователя.
Структура руки неоднородна: она состоит из кости, мышечных тканей, кожи сухожилий и подкожного жира. Если с одной стороны мышца напрягается, противоположная сторона руки также меняет структуру: кожа натягивается, сухожилия тоже. Эти данные можно учитывать для того, чтобы лучше понять намерение носителя.
Специалисты экспериментируют с ЭМГ и оптическими датчиками. Мы уже знаем, что установка нескольких датчиков вместо одного позволяет сделать управление более точным. Датчики видят не только мышцы, но и положение друг друга в пространстве, что увеличивает точность измерений активности. Также появляется пространство для увеличения количества узнаваемых жестов.
В ближайшие годы бионические руки заместят все больше функций, утерянных в результате аплазии или ампутации.
Сколько стоит бионический протез?
Зависит от сложности устройства, дизайна и других параметров. Универсальный ответ — много. Но мы практически уверены: вы можете получить протез бесплатно. Как? читайте тут
Как пользоваться протезом?
С протезами можно готовить, помогать себе в быту и на работе, писать, бриться, причесываться, кататься на самокате и велосипеде, вдевать нитку в иголку, красить ногти. Печатайте на клавиатуре, пользуйтесь смартфоном с помощью специальных напальчников — они есть даже в базовой комплектации. Ограничения всего два: ваша фантазия и технические возможности устройства. Пользователи протезов Моторики занимаются спортом, играют на музыкальных инструментах, снимаются для обложек журналов.
Современный бионический протез необходим также для повседневной реабилитации, так как он компенсирует вес недостающей конечности и тренирует мышцы, не давая им атрофироваться.
Важно понимать: протез — не рука. Он не заместит все утраченные функции. Но он сможет восстановить их часть, улучшить вашу жизнь, подарить новые возможности.
Современный бионический протез необходим также для повседневной реабилитации, так как он компенсирует вес недостающей конечности и тренирует мышцы, не давая им атрофироваться.
Важно понимать: протез — не рука. Он не заместит все утраченные функции. Но он сможет восстановить их часть, улучшить вашу жизнь, подарить новые возможности.
Выводы:
✔️ Первые бионические протезы появились в СССР
✔️ Они управляютсяработают с помощью ЭМГ датчиков, которые распознают активность мышц
✔️ Протезы активно совершенствуются
✔️ Бионические протезы бывают односхватные и многосхватные
✔️ В перспективе они научатся чувствовать прикосновения, управляться интуитивно
✔️ Современный бионический протез — недешевая вещь, но есть масса способов получить его бесплатно
✔️ Есть разные сценарии использования. Важно понимать, что протез — не живая рука, опыт с ним сильно отличается
✔️ Они управляютсяработают с помощью ЭМГ датчиков, которые распознают активность мышц
✔️ Протезы активно совершенствуются
✔️ Бионические протезы бывают односхватные и многосхватные
✔️ В перспективе они научатся чувствовать прикосновения, управляться интуитивно
✔️ Современный бионический протез — недешевая вещь, но есть масса способов получить его бесплатно
✔️ Есть разные сценарии использования. Важно понимать, что протез — не живая рука, опыт с ним сильно отличается
Читайте также