Ұлы көтеріліс – мүгедектер арбасының соңы?

Мүгедектер арбасын ешқашан пайдаланбаған адам оның экзоскелеттен айырмашылығы шамалы деп ойлауы мүмкін, тіпті бұл мүгедектер арбасының қозғалғыштығын, жылдамырақ және тиімді қозғалысын қамтамасыз етеді. Десе де, сал ауруына шалдыққан жандардың жүріп-тұруы ғана емес, арбадан тұрып, тік тұруы өте маңызды екенін мамандар мен мүгедектердің өздері де баса айтады.

12 жылдың 2014 маусымы, жергілікті уақыт бойынша сағат 17-ге дейін Сан-Паулудағы Арена Коринтианста, жас бразилиялық орнына мүгедектер арбасыол әдетте жүретін жерде алаңға аяғымен кіріп, әлем чемпионатындағы алғашқы пасын жасады. Ол ақыл-ойды басқаратын экзоскелет киген (1). 

1. Бразилиядағы әлем чемпионатында бірінші доп соғу

Ұсынылған құрылым Go Again жобасына бағытталған халықаралық ғалымдар тобының көп жылғы жұмысының нәтижесі болды. Жалғыздықта экзоскелет Францияда жасалған. Жұмысты Мюнхен техникалық университетінің қызметкері Гордон Ченг үйлестірді, ал ми толқындарын оқу технологиясы негізінен АҚШ-та, сол жерде Дьюк университетінде жасалған.

Бұл механикалық құрылғылардағы ақыл-ойды басқарудың алғашқы жаппай көрсетілімі болды. Бұған дейін экзоскелеттер конференцияларда көрсетілді немесе зертханаларда түсірілді, ал жазбалар көбінесе Интернетте табылды.

экзоскелет доктор Мигель Николелис және 156 ғалымдар тобы салған. Оның ресми атауы - бразилиялық пионер Альберт Сантос-Дюмонттың атымен BRA-Santos-Dumont. Сонымен қатар, кері байланыстың арқасында пациент жабдықта орналасқан электронды сенсорлар жүйесі арқылы не істеп жатқанын «сезінуі» керек.

Тарихқа өз аяғыңызбен кіріңіз

32 жастағы Клэр Ломастың (2) оқиғасы осыны көрсетеді экзоскелет ол мүгедек адамға жаңа өмірге жол аша алады. 2012 жылы белінен төмен сал ауруына шалдыққан британдық қыз Лондон марафонын аяқтағаннан кейін танымал болды. Оған он жеті күн қажет болды, бірақ ол мұны істеді! Бұл ерлік израильдік ReWalk қаңқасының арқасында мүмкін болды.

2. ReWalk экзоскелетін киген Клэр Ломас

Клэр ханымның жетістігі 2012 жылдың ең үлкен технологиялық оқиғаларының бірі деп аталды. Келесі жылы ол өзінің әлсіз жақтарымен жаңа жарысты бастады. Бұл жолы ол қолмен басқарылатын велосипедпен 400 миль немесе 600 шақырымнан астам жол жүруді шешті.

Жолда ол мүмкіндігінше көп қалаларды аралауға тырысты. Ол ReWalk компаниясын құрды және мектептер мен әртүрлі мекемелерді аралап, өзі туралы айтып, омыртқа жарақаттары бар адамдарға көмектесу үшін қаражат жинады.

Экзоскелет ауыстырылғанға дейін мүгедектер арбалары. Мысалы, олар сал ауруына шалдыққан адам жолдан қауіпсіз өту үшін тым баяу. Дегенмен, бұл құрылымдар жақында ғана сынақтан өтті және олар қазірдің өзінде көптеген пайда әкеле алады.

Кедергілер мен психологиялық жайлылықты жеңу қабілетінен басқа, қаңқа мүгедектер арбасын пайдаланушыға белсенді оңалту мүмкіндігін береді. Тік қалып жүректі, бұлшықеттерді, қан айналымын және күнделікті отырудан әлсіреген дененің басқа бөліктерін күшейтеді.

Джойстик бар қаңқа

HULC әскери экзоскелет жобасымен танымал Berkeley Bionics бес жыл бұрын ұсынылған экзоскелет мүмкіндігі шектеулі адамдар үшін - eLEGS (3) деп аталады. Бұл сал ауруына шалдыққан адамдарға арналған дизайнды пайдалану оңай. Оның салмағы 20 кг және 3,2 км/сағ жылдамдықпен жүруге мүмкіндік береді. сағат алтыға.

Құрылғы мүгедектер арбасына таңылған пайдаланушы оны бірнеше минут ішінде киіп, жолға шыға алатындай етіп жасалған. Олар киім мен аяқ киімге киіледі, рюкзактарда қолданылатындарға ұқсас Velcro және ілмектермен бекітіледі.

Басқару интерпретацияланған ым-ишара арқылы жүзеге асырылады экзоскелеттің борттық компьютері. Жаяу жүру тепе-теңдікті сақтауға көмектесетін балдақтардың көмегімен жасалады. ReWalk және ұқсас американдық eLEGS салыстырмалы түрде жеңіл. Мойындау керек, олар толық тұрақтылықты қамтамасыз етпейді, демек, балдақтарға сүйену қажет. Жаңа Зеландиялық REX Bionics компаниясы басқа жолға түсті.

4. Exzoszkielet компаниясы Rex Bionics

Ол жасаған REX салмағы 38 кг, бірақ өте тұрақты (4). Ол тіпті тік және бір аяқпен тұрған үлкен ауытқуды жеңе алады. Ол да басқаша өңделеді. Денені теңестірудің орнына пайдаланушы кішкентай джойстикті пайдаланады. Роботтандырылған экзоскелет немесе қысқаша REX, әзірлеуге төрт жылдан астам уақыт кетті және алғаш рет 14 жылы 2010 шілдеде көрсетілді.

Ол экзоскелет идеясына негізделген және тұруға, жүруге, бүйірден қозғалуға, бұрылуға, еңкеюге және соңында жүруге мүмкіндік беретін жұп робот аяқтарынан тұрады. Бұл ұсыныс дәстүрлі өнімдерді күнделікті қолданатын адамдарға арналған. мүгедектер арбасы.

Құрылғы барлық қажетті жергілікті стандарттарды алды және бірқатар оңалтушы мамандардың ұсыныстарын ескере отырып жасалды. Роботтық аяқтармен жүруді үйрену екі аптаға созылады. Өндіруші Окленд, Жаңа Зеландиядағы REX орталығында оқытуды қамтамасыз етеді.

Ми іске қосылады

Жақында Хьюстон университетінің инженері Хосе Контрерас-Видаль BCI ми интерфейсін Жаңа Зеландия экзоскелетіне біріктірді. Сондықтан таяқтың орнына REX-ті пайдаланушының ақыл-ойы да басқара алады. Және, әрине, бұл «мидың басқаруына» мүмкіндік беретін экзоскелеттің жалғыз түрі емес.

Корей және неміс ғалымдарының бір тобы жарамды экзоскелет басқару жүйесі электроэнцефалографиялық құрылғы мен жарықдиодты шамдар негізіндегі ми интерфейсін қолдану арқылы төменгі аяғындағы қозғалыстар.

Бұл шешім туралы ақпарат - мысалы, мүгедектер арбасын пайдаланушылар тұрғысынан өте перспективалы - бірнеше ай бұрын «Journal of Neural Engineering» мамандандырылған журналында пайда болды.

Жүйе алға жылжуға, солға және оңға бұрылып, орнында тұрақты болуға мүмкіндік береді. Пайдаланушы әдеттегі EEG «құлаққаптарын» басына қойып, бес жарық диоды массивіне назар аудару және қарау кезінде сәйкес импульстарды жібереді.

Әрбір жарық диодты белгілі бір жиілікте жыпылықтайды, ал экзоскелетті пайдаланатын адам таңдалған жарық диодты белгілі бір жиілікте фокусталады, соның нәтижесінде ми импульстарының сәйкес EEG көрсеткіші көрсетіледі.

Сіз болжағандай, бұл жүйе біраз дайындықты қажет етеді, бірақ әзірлеушілер сендіргендей, ол мидың барлық шуынан қажетті импульстарды тиімді түрде басып алады. Сынақ субъектілеріне аяқтарын қозғалтатын экзоскелетті қалай тиімді басқару керектігін үйрену үшін әдетте бес минуттай уақыт қажет болды.

Экзоскелеттерден басқа.

Оның орнына экзоскелеттер мүгедектер арбалары - бұл технология шынымен гүлденген жоқ, одан да көп жаңа концепциялар пайда болуда. Инертті механикалық элементтерді ақылмен басқару мүмкін болса экзоскелетонда неге сал ауруына шалдыққан адамның инертті бұлшықеттері үшін BCI сияқты интерфейсті қолданбасқа?

5. Сал ауру адам экзоскелетсіз БЦИ-мен жүреді.

Бұл шешім 2015 жылдың қыркүйек айының соңында доктор Ан До бастаған Ирвиндегі Калифорния университетінің NeuroEngineering and Rehabilitation Specialists журналында сипатталған, бес жыл бойы 26 жастағы сал ауруына шалдыққан ер адамды EEG ұшқышымен жабдықтады. басына және қозғалмайтын тізелерін қоршап тұрған бұлшықеттерге электрлік импульстарды қабылдайтын электродтарға (5).

Көптеген жылдар бойы қозғалмай қалғаннан кейін аяқтарын қайта қолдана алмас бұрын, ол BCI интерфейстерін пайдаланатын адамдар үшін әдеттегі жаттығулардан өтуі керек еді. Ол виртуалды шындықта оқыды. Ол сондай-ақ денесінің салмағын көтеру үшін аяқтың бұлшықеттерін күшейтуге мәжбүр болды.

Ол жаяу жүргіншімен 3,66 метр жүріп үлгерді, соның арқасында ол тепе-теңдікті сақтап, дене салмағының бір бөлігін ауыстырды. Қаншалықты таңқаларлық және парадоксальды естілсе де - ол аяқ-қолдарын бақылауға алды!

Осы эксперименттерді жүргізген ғалымдардың айтуынша, бұл әдіс механикалық көмек пен протездеумен бірге мүгедек, тіпті сал ауруына шалдыққан адамдардың қозғалғыштығының едәуір бөлігін қалпына келтіре алады және экзоскелеттерге қарағанда психологиялық қанағаттануды қамтамасыз етеді. Қалай болғанда да, үлкен вагон көтерілісі жақындап қалған сияқты.