Вернуть себе способность управлять своим телом мечтает любой человек, по той или иной причине ограниченный в движениях. Команда немецких инженеров приблизила эту мечту к реальности, создав роботизированную руку, управление которой берёт на себя мозг пациента.
Для участия в исследовании учёные пригласили шесть человек с квадриплегией (параличом рук и ног, являющимся следствием повреждения спинного мозга в области шейных позвонков или неврологического заболевания). В ходе испытаний добровольцы смогли самостоятельно выполнить повседневные задачи, такие как использование столовых приборов или подписание документов.
Устройство представляет собой роботизированную руку, которая надевается на руку и кисть пользователя. Глава исследовательской группы Суржо Соэкадар (Surjo Soekadar) из клиники Университета Тюбингена (Universitätsklinikum Tübingen) поясняет, что система управляется с помощью глаз и мозга через «головной убор». Датчики, расположенные на шапочке ЭЭГ, считывают активность мозга, компьютер решает, какое движение хочет совершить человек, а затем передаёт сигналы на портативную панель управления роборукой и та преобразует сигнал в механическое движение искусственной кисти.
Чтобы привыкнуть к устройству и начать выполнять самостоятельные движения, участникам испытаний (которые ранее не пользовались никакими подобными устройствами) потребовалось от 8 до 10 минут.
Из соображений безопасности инженеры предусмотрели остановку аппарата. «Системы, подобные этой, имеют 90% точности. Это звучит хорошо, но на деле это означает, что один раз из десяти пациент уронит на себя чашку с кофе», — поясняет Соэкадар. Если человек поймёт, что устройство неправильно интерпретировало сигнал мозга, он сможет «отпустить» руку, просто отведя глаза в сторону.
Авторы разработки отмечают её преимущества: установка системы не требует хирургического вмешательства, а роборука достаточно мобильна, чтобы использоваться в обычной жизни – вне стен лаборатории (питается прибор от аккумулятора). К тому же обычно подобные устройства, управляемые сигналами мозга, непрактичны для ежедневного использования, так как требуют нанесения на кожу специального геля, чтобы подключить датчики к голове.
Немецкая разработка не имеет подобных недостатков, однако имеет другой: «головной убор» с датчиками пациент не сможет надеть на себя сам – для этого в любом случае потребуется помощь второго человека. Кроме того, устройство не подходит для людей с полным параличом: чтобы его использовать, необходимо, чтобы предплечье ещё сохраняло двигательную функцию.
В планах команды – ряд доработок устройства. В том числе, учёные хотят сделать систему «умнее» при помощи алгоритмов машинного обучения.
Подробное описание роботизированной руки, созданной немецкими учёными, опубликовано в журнале Science Robotics.
Ещё одно близкое по смыслу изобретение представила на днях компания Liftware, которая специализируется на изготовлении столовых и прочих приборов для людей с ограниченными возможностями.
Поскольку люди, страдающие от церебрального паралича, болезни Паркинсона или эссенциального тремора не всегда могут самостоятельно донести ложку до рта, не пролив или не просыпав половину содержимого, инженеры создали для них специальную ложку Liftware Level. Она компенсирует непреднамеренные движения, стабилизируя положение с помощью двух двигателей, которые позволяют донести пищу до рта. При этом необязательно держать голову прямо – она может быть наклонена так, как удобно пользователю. Стабилизацию обеспечивают датчики на рукоятке, следящие за движениями руки в трёх измерениях и поворачивающих ручку ложки.
Напомним, что ранее инженеры сконструировали принципиально новую модель анатомически точной роботизированной руки, на которую можно нарастить «мясо», а также костюм «Бэтмена», который поможет вернуть подвижность парализованным пациентам.
Автор: Юлия Воробьёва