Протезы, которые движутся как настоящие руки: революция в управлении

Проблемы традиционных протезов

Протезы рук на протяжении долгого времени испытывали трудности в воспроизведении ловкости и функциональности естественных рук. Обычно такие устройства ограничиваются одной функцией захвата, что создает серьезные затруднения для пользователей при выполнении повседневных задач. Например, набор текста на клавиатуре или заплетание волос становится настоящим вызовом для тех, кто использует протезы.

Инновационное исследование из Флоридского Атлантического университета

Тем не менее, недавнее исследование, проведенное учеными Флоридского Атлантического университета (FAU), открывает новые горизонты, способные преобразить опыт пользователей протезов рук. Исследователи из Колледжа инженерии и компьютерных наук FAU в сотрудничестве с Колледжем науки имени Чарльза Э. Шмидта разработали уникальную методику, сочетающую тактильную обратную связь, электромиограмму и носимый мягкий роботизированный браслет.

Применение тактильной обратной связи

Цель исследования заключалась в том, чтобы выяснить, смогут ли пользователи одновременно управлять силой захвата для двух различных объектов при помощи искусственной руки. Результаты исследования, опубликованные в журнале Scientific Reports, показали, что использование нескольких каналов тактильной обратной связи позволило участникам успешно захватывать и переносить два объекта одновременно без падения, даже в условиях ограниченной визуальной информации. Например, участники смогли зажать карточку между пальцами, одновременно открывая крышку бутылки с водой или переключая выключатель света.

Новый уровень управления с помощью мягкого роботизированного браслета

Ключевым инновационным элементом данного исследования стал многоканальный мягкий роботизированный браслет, который передает искусственные ощущения о прикосновении. Этот браслет включает в себя мягкие актуаторы, обеспечивающие пропорциональную обратную связь о силе контакта, и вибротактильные стимуляторы, которые предупреждают пользователей о том, что они могут уронить или сломать объект. Дизайн браслета позволяет предоставлять тактильную обратную связь в трех критических точках, соответствующих большому, указательному и мизинцу, что значительно улучшает способность пользователя контролировать несколько объектов одновременно.

Значение тактильной обратной связи

Участники исследования отметили, что тактильная обратная связь оказалась значительно более важной, чем визуальная, особенно в случаях, когда визуальные подсказки не могли предсказать потерю объекта. Это открытие подчеркивает необходимость интеграции тактильных ощущений в технологии протезирования.

Потенциал для будущего

Последствия этого исследования выходят за рамки непосредственной пользы для пользователей. Оно предполагает возможность изменения подхода к управлению протезами в будущем. Обеспечивая тонкий контроль за движениями через улучшенную сенсорную обратную связь, это исследование открывает новые пути для людей с потерей верхних конечностей, позволяя им выполнять сложные задачи, которые традиционно считались невозможными с текущими протезами. Это может включать в себя такие действия, как игра на музыкальных инструментах или выполнение сложных хирургических операций.

Обнадеживающие результаты для клинических приложений

Кроме того, исследователи отметили, что участники с потерей конечностей демонстрировали результаты, сравнимые с показателями здоровых людей в ключевых метриках производительности при выполнении задач. Этот вывод является особенно обнадеживающим для клинических приложений и свидетельствует о том, что достижения в технологии могут устранить пробелы в функциональности для пользователей.

Будущее протезирования и assistive технологий

По мере того, как исследователи продолжают совершенствовать системы протезирования, мы можем вскоре увидеть протезы рук, которые не только воспроизводят, но и превосходят способности естественных рук, позволяя пользователям восстановить свою независимость и полноценно участвовать как в повседневной жизни, так и в специализированных задачах. Этот инновационный подход не только решает существующие ограничения, но и прокладывает путь для будущих разработок в области вспомогательных технологий для людей с ограниченными возможностями.

Поделитесь своим опытом

Если у вас есть личные истории или опыт, связанные с использованием протезов или вспомогательных устройств, мы будем рады их услышать! Напишите нам.

Следите за обновлениями

Подписывайтесь на наш информационный бюллетень, чтобы получать актуальные новости и советы по технологиям. Мы всегда открыты для ваших вопросов и предложений!