» Электронная кожа позволяет людям с отсутствующей конечностью чувствовать протез как живой
26.06.2018 12:21

Электронная кожа позволяет людям с отсутствующей конечностью чувствовать протез как живой

Источник перевод для gearmix ()

До наступления 20-го века обладание протезом вряд ли было приятным опытом. Они обычно были неуклюжими деревянными приспособлениями, чья форма и функциональность были далеки от естественных. Теперь же у нас есть протезы, управляемые мозгом, способные предугадывать движения, и которые подходят абсолютно точно благодаря технологии 3D-печати.

Но даже у самых лучших протезов найдётся что-то, что можно усовершенствовать. Пока что они дают своему хозяину весьма ограниченную обратную связь, относительно того, с чем они контактируют — информацию о температуре или текстуре. Для развития этого направления исследователи в Университете Джона Хопкинса создали электронную кожу (Е-кожа). Размещённая поверх протеза, эта искусственная кожа позволяет владельцу протеза ощущать боль и другие реакции, присущие естественной конечности. Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.

Для создания электронной кожи, реакции которой сходны с человеческими, учёные, естественно, обратились к коже человека. Они отметили, что кожа содержит сеть рецепторов, передающих различные ощущения в мозг, сообщая, является ли осязаемый объект острым или гладким, горячим или холодным, твёрдым или мягким.

Создаваемое устройство должно было передавать два специфичных ощущения: изогнутость объекта и его остроту. Е-кожа создана из ткани и резины, с прослойками из сенсоров, имитирующих рецепторы естественной кожи. Эти рецепторы могли определять ощущение объекта (например, острый ли он), и отправлять соответствующий сигнал периферическим остаточным нервам по проводам.

Чтобы определить, какую информацию устройство должно послать своему носителю, учёные применили технику чрезкожной электростимуляции нервов (ЧЭН) для стимуляции периферических нервов в остатке конечности, и спрашивали, что ощущает испытуемый в фантомной конечности.

Например, некоторый уровень ЧЭН в определённом месте остаточной конечности вызвал ощущение боли в фантомной конечности. Значит, в эту точку остаточной конечности надо будет послать электрический сигнал в случае, если большой палец протеза затронет что-то, должное причинить боль — например, острый предмет.

Активность мозга регистрировалась по методу электроэнцефалографии, для подтверждения факта стимуляции фантомной конечности.

В сущности, исследователи обучали Е-кожу кодировать в электрических сигналах различные ощущения, как это делает обычная кожа. Какая в этом польза? Е-кожа позволит ощущать протез как более естественный, предохраняя его от повреждений.

«Много лет я ощущал руку как пустую скорлупу, теперь она наполнилась жизнью, — сказал один из добровольцев. — Я могу различать боль и не-боль не задумываясь, и сразу узнаю, подвергается ли моя рука опасности».

Впоследствии Е-кожа может дать роботам способность «ощущать», как это делают люди. Но в данный момент знаменательна и эта возможность вернуть людям тактильные ощущения.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *