L osing руки не должен означать потерю чувства осязания, благодаря протезам рукам, которые стимулируют нервы с мягкой электрической обратной связью.
Пациент может выполнять повседневные задачи с помощью модуля сенсорного контроля, встроенного в его протез руки. Исследователи из Университета Иллинойса разработали алгоритм управления, который регулирует силу тока, чтобы пациент чувствовал устойчивое ощущение.
«Мы возвращаем сенсацию тому, кто потерял руку. Идея состоит в том, что мы больше не хотим, чтобы протезная рука ощущалась как инструмент, мы хотим, чтобы он ощущался как продолжение тела », - сказал Аадил Ахтар, доктор медицинских наук. студент программы нейробиологии и программы ученого-медика Университета Иллинойса. Ахтар - ведущий автор статьи, описывающей модуль сенсорного управления, опубликованной в Science Robotics, а также основатель и генеральный директор PSYONIC, стартап-компании, разрабатывающей недорогие бионические руки. «Коммерческое протезирование не дает хорошей сенсорной обратной связи. Это шаг к получению надежной сенсорной обратной связи для пользователей протезов », - сказал он.
На кончиках пальцев протезные руки снабжены датчиками для стимуляции нервов. Таким образом, всякий раз, когда пользователь вступает в контакт с чем-либо, электрический сигнал на коже соответствует величине давления, приложенного рукой. Давайте возьмем пример: бутылка с водой будет вызывать легкое ощущение, но сильный толчок будет иметь более сильный сигнал.
Тимоти Бретл, главный исследователь исследования, сказал, что «было много проблем с предоставлением пользователям надежной обратной связи. Во время обычного износа с течением времени электроды, которые соединены с кожей, начинают отслаиваться, что может вызвать генерацию электрического тока в области, которая остается прикрепленной, что может вызвать у пользователя болезненный шок. Также потоотделение может нарушить соединение между электродом и кожей, из-за чего пользователь вообще не почувствует никакой обратной связи. «Устойчивое и надежное сенсорное восприятие может значительно улучшить качество жизни пользователя протеза», - сказал Бретл.
Обратная связь, которую испытывает пациент, контролируется контроллером, который позволяет пользователю регулировать текущий уровень для получения устойчивой обратной связи. Даже во время потоотделения или когда электроды отклеились на 75%. Исследователи протестировали контроллер на двух пациентах, они выполнили тест, в котором электроды были отслоены нетрадиционным способом, и обнаружили, что модуль контроллера автоматически уменьшал электрический ток, поэтому терпеливо сообщал о стабильной обратной связи без какого-либо удара. Пользователь также выполнял повседневную задачу (например, поднимался по лестнице, забивал гвоздь в доску и бегал на эллиптическом тренажере) во время теста, что могло вызвать потерю чувствительности из-за пота.
«Мы обнаружили, что, когда мы не использовали наш контроллер, пользователи больше не могли чувствовать эти ощущения к концу действия. Однако, когда у нас был включен алгоритм контроля, после активности они сказали, что все еще могут прекрасно чувствовать это ощущение », - сказал Ахтар.
По словам Ахтара, добавление модуля контролируемой стимуляции будет стоить намного меньше, чем сам протез. «Хотя мы еще не знаем точную разбивку затрат, наша цель - полностью покрыть их страховкой без дополнительных затрат для пользователей».
Команда работает над размером модуля, обеспечивающего электрическую обратную связь. Уменьшение размера помогает разместить его внутри протеза, а не снаружи. Они тоже планируют к тестированию больше нет. пациентов за предоставление лучших решений.
«Как только мы получим миниатюрный стимулятор, мы планируем проводить больше тестов для пациентов, чтобы они могли забрать его домой в течение длительного периода времени, и мы сможем оценить, как они себя чувствуют, когда они выполняют повседневную деятельность. Мы хотим, чтобы наши пользователи могли надежно чувствовать и держать такие хрупкие, как детская рука, вещи », - сказал Ахтар. «Это шаг к созданию протеза руки, который станет продолжением тела, а не просто инструментом».