Разработаны бюджетные эластичные протезы рук, передающие тактильные ощущения (видео)
Ежегодно в мире осуществляется свыше пяти миллионов операций по ампутации рук. Дальнейшая жизнь пациентов с ампутированными верхними конечностями сопряжена с многочисленными трудностями, вызванными несовершенством конструкции статических протезов. Однако развитие высоких технологий в сфере шарнирных «роботизированных» протезов и сенсорной обратной связи позволит в ближайшем будущем создать механизмы, позволяющие принимать остаточные мышечные сигналы и преобразовывать их в движения руки. В результате пациенты смогут выполнять точные движения по захвату даже небольших предметов, при этом получая обратную тактильную связь.
Специалисты из Массачусетского технологического института и Шанхайского университета Цзяо Тун создали экспериментальный протез руки, позволяющий предельно точно сгибать искусственные пальцы, что помогает осуществлять надежный захват предметов различного размера и при этом обеспечивает сенсорную обратную связь в реальном времени. Главным достоинством разработанной технологии является небольшая стоимость и малая масса протеза. Эластичный протез от инженеров MIT имеет массу всего 225 грамм, а стоимость комплектующих деталей устройства не превышает 500 долларов.
При изготовлении экспериментального образца эластичного протеза с обратной тактильной связью в режиме реального времени был использован гибкий и мягкий материал эластомер EcoFlex с интегрированными вовнутрь элементами имитирующими кости. Вся конструкция жестко крепится на каркасе, отпечатанном на 3D принтере и имеющем форму человеческой ладони.
Движение экспериментального протеза осуществляется не при помощи двигателей, а с использованием пневматической системы, закрепленной на поясе пациента и «надувающей» эластичные «пальцы», придавая им естественную форму. Управление системой насос-клапан осуществляется при помощи датчиков ЭМГ (электромиографии), передающих сигналы на конечности в режиме реального времени. Также в кончики «пальцев» протеза встроены датчики давления, данные от которых поступают в систему управления устройством для эффективного обеспечения обратной тактильной связи.
В настоящее время два пациента уже способны управлять протезом, представляя в уме пять стандартных захватов. В результате, используя эластичный мягкий протез, пациенты могут расставлять шашки, писать пером, поднимать легкие и хрупкие предметы, а также более тяжелые мячи. Разработчики отмечают, что характеристики экспериментального протеза по эффективности аналогичны или даже превосходят более дорогостоящие и массивные существующие нейропротезы.