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
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...