Как управлять третьей рукой?

И. Иванов

Мы много писали о роботизированных протезах, которыми мозг управляет через программируемые интерфейсы. Но как управлять дополнительной конечностью, например дополнительной рукой? Этот вопрос решает проект Third-Arm, финансируемый Национальным научным фондом Швейцарии, страны, которая тратит много сил на создание протезов и экзоскелетов.

Роботизированную руку разрабатывает группа профессора Федеральной политехнической школы Лозанны Сильвестро Мичера (Silvestro Micera). Его цель в том, чтобы помочь больным людям компенсировать функции, потерянные из-за травм или неврологических расстройств, а здоровым — дать еще одну конечность. В исследовании, опубликованном в журнале Science Robotics, группа сообщила о новом принципе управления интерфейсом руки с помощью движения живота при дыхании. Ученые доказали, что их подход открывает новые возможности точной передачи команд и не мешает одновременно пользоваться руками.

Сначала ученые создали виртуальную установку для проверки принципа управления. Здорового пользователя оснастили поясом для измерения движений живота и шлемом виртуальной реальности. В него он видел три руки: правую, левую, а между ними третью руку с симметричной шестипалой кистью с двумя большими пальцами. Полторы сотни опытов позволили протестировать установку на 61 здоровом испытуемом.

Ученые сразу обнаружили независимость движений диафрагмы от речи, взгляда и движений рук. Действия интуитивны, поэтому обучение шло быстро. Затем участники экспериментов управляли упрощенной версией роботизированной руки, представляющей собой движущийся стержень, который выдвигался на выдохе. В виртуальной реальности каждой из трех рук надо было приблизиться к цветному кругу и зависнуть над ним. Ученые также тестировали управление ушами, точные движения мышц которых вызывали перемещение компьютерной мыши. Эту технологию собираются применять для реабилитации больных с двигательными нарушениями.

Работа показала, что мозг легко адаптируется к совместной работе искусственных и естественных конечностей — человек быстро улучшает старые и приобретает новые двигательные функции. Сильвестро Мичера уверен, что исследование новых способов управления послужит более полному пониманию работы нервной системы, а также позволит создать новые протезы для людей с инвалидностью и систему реабилитации после инсультов. Профессор Мичера говорит, что следующим шагом станет использование сложных роботизированных рук, которые и позволят полностью оценить потенциал нового подхода.

Разные разности
Камни боли
Недавно в МГУ разработали оптическую методику, позволяющую определить состав камней в живой почке пациента. Это важно для литотрипсии — процедуры, при которой камни дробятся с помощью лазерного инфракрасного излучения непосредственно в почках.
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...