Didysis sukilimas – vežimėlių pabaiga?

Niekada nesinaudojęs neįgaliojo vežimėliu gali manyti, kad tarp jo ir egzoskeleto mažai kuo skiriasi, o gal net vežimėlis suteikia mobilumo, greitesnio ir efektyvesnio judėjimo. Tačiau specialistai ir patys neįgalieji pabrėžia, kad paralyžiuotiems žmonėms labai svarbu ne tik judėti, bet ir išlipti iš neįgaliojo vežimėlio bei užimti vertikalią padėtį.

12 m. birželio 2014 d., prieš 17:XNUMX vietos laiku, San Paulo „Arena Corinthians“, jaunas brazilas neįgaliųjų vežimaskur dažniausiai eina, į aikštę užėmė kojomis ir atliko pirmąjį perdavimą pasaulio čempionate. Jis nešiojo proto valdomą egzoskeletą (1). 

1. Pirmasis spyris pasaulio čempionate Brazilijoje

Pateikta struktūra yra tarptautinės mokslininkų grupės, susitelkusios į projektą Walk Again, ilgamečio darbo rezultatas. Vienišas egzoskeletas Pagaminta Prancūzijoje. Darbą koordinavo Gordonas Chengas iš Miuncheno technikos universiteto, o smegenų bangų skaitymo technologija buvo sukurta daugiausia JAV, taip pat Duke universitete.

Tai buvo pirmasis masinis proto valdymo pristatymas mechaniniuose įrenginiuose. Prieš tai egzoskeletai buvo pristatomi konferencijose arba filmuojami laboratorijose, o įrašai dažniausiai buvo rasti internete.

egzoskeletas pastatė daktaras Migelis Nicolelis ir 156 mokslininkų komanda. Jo oficialus pavadinimas yra BRA-Santos-Dumont, skirtas Brazilijos pionieriaus Alberto Santos-Dumont garbei. Be to, grįžtamojo ryšio dėka pacientas turi „pajusti“ tai, ką daro, per aparatūroje esančias elektronines jutiklių sistemas.

Įveskite istoriją savo kojomis

Tai rodo 32 metų Claire Lomas (2) istorija egzoskeletas ji gali atverti kelią į naują neįgaliojo gyvenimą. 2012 metais britų mergina, paralyžiuota nuo juosmens žemyn, išgarsėjo bėgdama Londono maratoną. Jai prireikė septyniolikos dienų, bet ji tai padarė! Žygdarbis buvo įmanomas dėl Izraelio skeleto ReWalk.

2. Claire Lomas „ReWalk“ egzoskelete

M. Clare pasiekimas buvo pavadintas vienu didžiausių 2012 m. technologijų įvykių. Kitais metais ji pradėjo naujas lenktynes ​​su savo silpnybėmis. Šį kartą ji nusprendė 400 mylių arba daugiau nei 600 km nuvažiuoti rankiniu dviračiu.

Pakeliui ji stengėsi aplankyti kuo daugiau miestų. Išjungimo metu ji įkūrė ReWalk ir lankėsi mokyklose bei įvairiose įstaigose, skleisdama žinią ir rinkdama lėšas padėti žmonėms, patyrusiems nugaros smegenų pažeidimus.

Egzoskeletai dar nepakeis vežimėliai. Pavyzdžiui, jie yra per lėti, kad paralyžiuotas žmogus galėtų saugiai pereiti kelią. Tačiau šios konstrukcijos dar neseniai buvo išbandytos ir jau dabar gali duoti daug naudos.

Be gebėjimo įveikti kliūtis ir psichologinio komforto, skeletas neįgaliojo vežimėlio naudotojui suteikia galimybę aktyviai reabilituotis. Vertikali padėtis stiprina širdį, raumenis, kraujotaką ir kitas kasdieninio sėdėjimo susilpnintas kūno dalis.

Skeletas su vairasvirte

Berkeley Bionics, žinomas dėl HULC karinio egzoskeleto projekto, pasiūlytas prieš penkerius metus egzoskeletas žmonėms su negalia vadinamas eLEGS (3). Tai paprastas naudoti dizainas, skirtas paralyžiuotiems žmonėms. Jis sveria 20 kg ir leidžia vaikščioti iki 3,2 km/h greičiu. šešioms valandoms.

Prietaisas buvo sukurtas taip, kad neįgaliojo vežimėlyje prikaustytas vartotojas galėtų jį užsidėti ir jau per kelias minutes būtų kelyje. Jie dedami ant drabužių ir batų, užsegami Velcro ir sagtimis, kaip ir kuprinėse.

Valdymas vykdomas gestais, interpretuojama egzoskeleto borto kompiuteris. Vaikščiojimas atliekamas naudojant ramentus, kurie padeda išlaikyti pusiausvyrą. ReWalk ir panašūs amerikietiški eLEGS yra gana lengvi. Reikia pripažinti, kad jie nesuteikia visiško stabilumo, iš čia ir minimas atramos ant ramentų poreikis. Naujosios Zelandijos kompanija REX Bionics pasuko kitu keliu.

4. Rex Bionics sukurtas egzoskeletas

Jos sukurtas REX sveria 38 kg, bet yra labai stabilus (4). Jis netgi gali susidoroti su dideliais nukrypimais nuo vertikalės ir stovėdamas ant vienos kojos. Jis taip pat apdorojamas skirtingai. Užuot subalansavęs kūną, vartotojas naudoja nedidelę vairasvirtę. Robotinis egzoskeletas arba trumpiau REX buvo sukurtas per ketverius metus ir pirmą kartą buvo pademonstruotas 14 m. liepos 2010 d.

Jis pagrįstas egzoskeleto idėja ir susideda iš poros robotų kojų, leidžiančių atsistoti, vaikščioti, judėti į šoną, pasisukti, pasilenkti ir galiausiai vaikščioti. Šis pasiūlymas skirtas žmonėms, kurie kasdien naudoja tradicinius produktus. neįgaliųjų vežimas.

Prietaisas gavo visus reikiamus vietinius standartus ir buvo sukurtas atsižvelgiant į daugelio reabilitacijos specialistų pasiūlymus. Mokymasis vaikščioti su robotų kojomis trunka dvi savaites. Gamintojas rengia mokymus REX centre Oklande, Naujojoje Zelandijoje.

Įsijungia smegenys

Neseniai Hiustono universiteto inžinierius Jose Contreras-Vidal integravo BCI smegenų sąsają į Naujosios Zelandijos egzoskeletą. Taigi, vietoj lazdos, REX taip pat gali būti valdomas vartotojo protu. Ir, žinoma, tai nėra vienintelis egzoskeleto tipas, leidžiantis jį „kontroliuoti smegenimis“.

Korėjos ir Vokietijos mokslininkų grupė sukūrė darbo egzoskeleto valdymo sistema apatinių galūnių judesiai naudojant smegenų sąsają, pagrįstą elektroencefalografiniu prietaisu ir šviesos diodais.

Informacija apie šį sprendimą – itin daug žadantį, pavyzdžiui, neįgaliųjų vežimėlių naudotojų požiūriu – pasirodė prieš kelis mėnesius specializuotame žurnale „Journal of Neural Engineering“.

Sistema leidžia judėti į priekį, sukti į kairę ir į dešinę bei išlikti stabilioje vietoje. Naudotojas ant galvos užsideda tipines EEG „ausines“ ir siunčia atitinkamus impulsus fokusuodamas ir žiūrėdamas į penkių šviesos diodų masyvą.

Kiekvienas šviesos diodas mirksi tam tikru dažniu, o asmuo, naudojantis egzoskeletą, fokusuojasi į pasirinktą šviesos diodą tam tikru dažniu, todėl EEG nuskaito atitinkamą smegenų impulsų skaičių.

Kaip ir galima spėti, ši sistema reikalauja tam tikro pasiruošimo, tačiau, kaip tikina kūrėjai, ji efektyviai fiksuoja reikiamus impulsus iš viso smegenų triukšmo. Paprastai tiriamiesiems prireikė maždaug penkių minučių, kad išmoktų efektyviai valdyti egzoskeletą, kuris judina jų kojas.

Išskyrus egzoskeletus.

Vietoj to egzoskeletai vežimėliai – ši technologija tikrai nesuklestėjo, o atsiranda dar naujesnių koncepcijų. Jei protu galite valdyti inertiškus mechaninius elementus egzoskeletastai kodėl nepanaudojus tokios sąsajos kaip BCI inertiškiems paralyžiuoto žmogaus raumenims?

5. Paralyžiuotas žmogus vaikšto su BCI be egzoskeleto.

Šis sprendimas buvo aprašytas 2015 m. rugsėjo pabaigoje žurnale NeuroEngineering and Rehabilitation Experts iš Kalifornijos universiteto Irvine, vadovaujamas daktaro An Do, penkerius metus paralyžiuotam 26 metų jaunuoliui EEG pilotu. ant galvos ir į elektrodus, kurie paima elektrinius impulsus raumenyse, supančiais jo imobilizuotus kelius (5).

Kad po ilgų nejudrumo metų vėl galėtų naudotis savo kojomis, jis, matyt, turėjo praeiti įprastus mokymus žmonėms, naudojantiems BCI sąsajas. Jis mokėsi virtualioje realybėje. Jis taip pat turėjo stiprinti kojų raumenis, kad išlaikytų savo kūno svorį.

Su vaikštyne jam pavyko nueiti 3,66 metro, o tai leido išlaikyti pusiausvyrą ir perkelti dalį kūno svorio. Kad ir kaip keistai ir paradoksaliai tai skambėtų, jis sugebėjo valdyti savo galūnes!

Šiuos eksperimentus atlikusių mokslininkų teigimu, ši technika kartu su mechanine pagalba ir protezavimu gali atkurti didelį judėjimą neįgaliems ir net paralyžiuotiems žmonėms ir suteikti daugiau psichologinio pasitenkinimo nei egzoskeletai. Vienaip ar kitaip, puikus vežimų sukilimas atrodo neišvengiamas.