Силой мысли можно контролировать роботизированный экзоскелет

Исследователи разработали новую систему роботизированного экзоскелета, управлять которым можно силой мысли.

Роботизированный протез для руки: проект реабилитационной инженерной лаборатории швейцарской высшей технической школы может кардинально изменить терапию и повседневную жизнь пациентов, перенесших инсульт.

Каждый из шестой человек страдает от инсульта. Только в Швейцарии, инсульт поражает каждый год 16000 человек. Две трети пострадавших от паралича руки. Интенсивные тренировки могут — в зависимости от степени повреждения головного мозга — помочь пациентам восстановить определенную степень контроля над своими руками.

Роджер Gassert, профессор реабилитационной инженерии в высшей технической школе Цюриха, разработала ряд роботизированных устройств, которые тренируют функции рук и видит в этом хороший способ поддержки пациентов. Однако, эти тренировки могут отнимать много времени.

«Мое видение заключается в том, что вместо выполнения упражнений в клинике, пациенты смогут выполнять их в своей повседневной жизни дома.» говорит Gassert, представляя экзоскелет для руки. Он развил идею для этого роботизированного устройства совместно с профессором Jumpei Арата из Университета Кюсю (Япония) в то время последний работал в лаборатории Gassert в 2010 году.

«Существующие экзоскелеты становятся тяжелыми, и это является проблемой для наших пациентов, потому что их тяжело поднимать,» говорит Gassert, объясняя концепцию. Пациенты также сталкиваются с трудностями чувствования объектов. «Вот почему мы хотели создать модель, которая оставляет ладони, более или менее свободными, что позволяет пациентам выполнять ежедневные действия, которые поддерживают не только двигательные функции, но соматосенсорные функции», — говорит он. Арата разработал механизм для пальца в три перекрывающихся рессоры. Мотор перемещает среднюю пружину, которая передает усилие на различные сегменты пальца через два другие источника. Пальцы автоматически адаптируются к форме объекта и пациент понимает с чем имеет дело.

В настоящее время Gassert определяет вопрос о том, что происходит в мозгу и как команды проходят от мозга до конечностей после инсульта. «Особенно серьезно пострадавших пациентов, связь между мозгом и рукой часто сильно или полностью нарушены,» Gassert объясняет: «таким образом, мы ищем решение, которое поможет пациентам передавать команды роботизированной руке. Идея в том, чтобы обнаружить в мозге намерение больного, и передать эту информацию на экзоскелет.

По данным Gassert, ряд исследований показывают, что можно укрепить существующие нейронные связи между мозгом и рукой регулярными физическими упражнениями. Важным компонентом этого является то, что мозг получает соматосенсорную обратную связь от руки, когда он дает команду двигаться.

Для того, чтобы понять, что происходит в мозге, Gassert является проведение фундаментальных исследований клиницисты, неврологи и терапевты. Для своих исследований ученые могут опереться на ряд методов визуализации, таких как функциональная магнитно-резонансная томография (фмрт), которая позволяет сопоставить деятельность всего мозга.

В то время как эта технология позволяет получить принципиально новые выводы, МРТ является очень дорогим и весьма сложным и, следовательно, не подходит для терапии. «И конечно, это не портативный,» добавляет Gassert . Поэтому он ориентируется на простые методы, такие как электроэнцефалография (ЭЭГ) — и, в частности, функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия (fNIRS), наименее дорогая из этих технологий.

Другой вопрос, что до сих пор не полностью понял, как мозг управляет конечностями, которые взаимодействуют с окружающей средой. «Здесь, робототехника вносит ценный вклад в фундаментальные исследования, потому что она идеально подходит для захвата движения», — объясняет Gassert.

Если исследователям удастся наладить взаимодействие между мозгом и экзоскелетом, в результате получится устройство, которое идеально подходит для терапии.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить