Роботизированные протезы лодыжек позволят людям с ограниченными возможностями двигаться естественно
Ученые создали роботизированные протезы лодыжек, управляемые посредством нервных импульсов, позволяют инвалидам двигаться более «естественно», что улучшает их стабильность при ходьбе. Исследование Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл базируется на предыдущей работе, которая показала, что нейронное управление протезом может восстановить ряд способностей, включая устойчивость на сложных поверхностях и приседания.
—Хелен Хуанг, ведущий автор исследования.
В рамках этого исследования ученые работали с пятью людьми, у которых были ампутации ниже колена на одной ноге. Участникам исследования был предоставлен прототип роботизированного протеза лодыжки, который реагировал на электромиографические (ЭМГ) сигналы, зафиксированные датчиками на ноге.
—Хелен Хуанг.
Участникам исследования предложили пройти ряд тестов с их собственными протезами, а затем используя роботизированный протез-прототип.
—Аарон Флеминг соавтор исследования.
Так же участников попросили раскачиваться вперед и назад, используя их обычный протез и прототип роботизированного протеза. Для фиксации результатов были использованы датчики, предназначенные для измерения активности мышц по всей нижней части тела.
—Хелен Хуанг.
Когда мы стоим на месте, наши тела постоянно корректируют наше положение. Например, если кто-то толкает нас, наши ноги делают ряд движений, которые мы даже не осознаем, чтобы сохранить нас в вертикальном положении. Эта работа была сосредоточена на постуральном контроле, который на удивление сложен
—Хелен Хуанг, ведущий автор исследования.
Сравнение с устаревшим аналогом
В рамках этого исследования ученые работали с пятью людьми, у которых были ампутации ниже колена на одной ноге. Участникам исследования был предоставлен прототип роботизированного протеза лодыжки, который реагировал на электромиографические (ЭМГ) сигналы, зафиксированные датчиками на ноге.
Мы работали с людьми, у которых были ампутации ниже колена, и они говорили нам, что удерживание стабильного положения с протезами — большая проблема. И это исследование показывает, что роботизированные протезы лодыжек, управляемые ЭМГ сигналами, позволяют пользователям достичь этой естественной стабильности.
—Хелен Хуанг.
Участникам исследования предложили пройти ряд тестов с их собственными протезами, а затем используя роботизированный протез-прототип.
Датчики размещаются над мышцами в месте ампутации. Когда участник думает о движении — электрические сигналы отправляются через оставшиеся мышцы нижней конечности. Датчики регистрируют эти сигналы через кожу и переводят их в команды для протеза. Мы обнаружили, что участники исследования чувствовали равновесие гораздо лучше при использовании роботизированного прототипа, они реже спотыкались или падали.
—Аарон Флеминг соавтор исследования.
Будущее роботизированной лодыжки
Так же участников попросили раскачиваться вперед и назад, используя их обычный протез и прототип роботизированного протеза. Для фиксации результатов были использованы датчики, предназначенные для измерения активности мышц по всей нижней части тела.
В частности, роботизированный прототип позволил участникам исследования изменить свою стратегию контроля осанки. Для людей, у которых нет инвалидности, стабильность начинается с лодыжки. Те же, кто потерял нижнюю конечность, должны компенсировать отсутствие контроля над лодыжкой.
Мы обнаружили, что использование роботизированной лодыжки, реагирующей на ЭМГ сигналы, позволяет пользователям вернуться к своей инстинктивной реакции по поддержанию стабильности. Мы считаем это клинически значимым открытием, потому что постуральная стабильность является огромной проблемой для людей, использующих протезы. Теперь мы проведём более крупное испытание с большим числом людей, чтобы продемонстрировать значимость технологии
Мы обнаружили, что использование роботизированной лодыжки, реагирующей на ЭМГ сигналы, позволяет пользователям вернуться к своей инстинктивной реакции по поддержанию стабильности. Мы считаем это клинически значимым открытием, потому что постуральная стабильность является огромной проблемой для людей, использующих протезы. Теперь мы проведём более крупное испытание с большим числом людей, чтобы продемонстрировать значимость технологии
—Хелен Хуанг.
- Алексей Павлов
- Aaron Fleming, NC State University
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
Куда делась атомная бомба Гитлера? Физики увидели то, что упустили историки
Ученые подчеркивают: многие из громких мифов 1940-е годов, скорее всего, не выдержат проверки реальными фактами...
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Что будет с Азовским морем? Российские ученые просчитали четыре варианта развития событий
Исследователи объяснили, почему при любом раскладе море не будет прежним. Но каким тогда?...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Земля... это космическая марионетка: оказалось, что Солнце и Луна могут трясти планету сутками
Сейсмологи рассказали, что наблюдения за космическими приливами, поможет предсказывать мегаземлетрясения, цунами и даже извержения вулканов...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
«Атлантида» у Ноева ковчега: затопленный город нашли в Турции
Исследователи уверены: возраст объекта — от 11 700 до 40 000 лет. Но почему археологи против такой даты?...