Lielā sacelšanās – ratiņkrēslu gals?

Kāds, kurš nekad nav izmantojis ratiņkrēslu, var domāt, ka starp to un eksoskeletu nav lielas atšķirības vai pat tas ir ratiņkrēsls, kas nodrošina mobilitāti, ātrāku un efektīvāku kustību. Tomēr eksperti un paši invalīdi uzsver, ka paralizētajiem ir ļoti svarīgi ne tikai pārvietoties, bet arī piecelties no ratiņkrēsla un ieņemt vertikālu stāvokli.

12. gada 2014. jūnijā īsi pirms 17:XNUMX pēc vietējā laika Sanpaulu arēnā Corinthians jaunais brazīlietis, nevis ratiņkrēslskur viņš parasti staigā, viņš iegāja laukumā ar kājām un izdarīja pirmo piespēli Pasaules kausa izcīņā. Viņam bija prāta kontrolēts eksoskelets (1). 

1. Pirmais bumbas sitiens pasaules čempionātā Brazīlijā

Iesniegtā struktūra ir daudzu gadu darba rezultāts, ko veikusi starptautiska zinātnieku komanda, kas koncentrējusies uz projektu Go Again. Vientuļš eksoskelets Ražots Francijā. Darbu koordinēja Gordons Čens no Minhenes Tehniskās universitātes, un smadzeņu viļņu nolasīšanas tehnoloģija tika izstrādāta galvenokārt ASV, tajā pašā vietā Djūka universitātē.

Šī bija pirmā masveida prezentācija par prāta kontroli mehāniskās ierīcēs. Pirms tam eksoskeleti tika prezentēti konferencēs vai filmēti laboratorijās, un ieraksti visbiežāk tika atrasti internetā.

eksoskelets uzcēla doktors Migels Nikolelis un 156 zinātnieku komanda. Tās oficiālais nosaukums ir Brazīlijas pioniera Alberta Santosa-Dumont vārdā nosaukts BRA-Santos-Dumont. Turklāt, pateicoties atsauksmēm, pacientam ir “jājūt” tas, ko viņš dara, izmantojot iekārtā izvietotās elektronisko sensoru sistēmas.

Ieejiet vēsturē ar savām kājām

Par to liecina 32 gadus vecās Klēras Lomasas (2) stāsts eksoskelets tas var pavērt invalīdam ceļu uz jaunu dzīvi. 2012. gadā britu meitene, paralizēta no jostasvietas uz leju, kļuva slavena pēc Londonas maratona veikšanas. Viņai vajadzēja septiņpadsmit dienas, bet viņa to izdarīja! Šis varoņdarbs bija iespējams, pateicoties Izraēlas skeletonam ReWalk.

2. Klēra Lomasa valkā ReWalk eksoskeletu

Klēras kundzes sasniegums ir nosaukts par vienu no 2012. gada lielākajiem tehnoloģiskajiem notikumiem. Nākamajā gadā viņa sāka jaunu sacensību ar savām vājībām. Šoreiz viņa nolēma nobraukt 400 jūdzes jeb vairāk nekā 600 km ar roku darbināmu velosipēdu.

Pa ceļam viņa centās apmeklēt pēc iespējas vairāk pilsētu. Pārtraukšanas laikā viņa nodibināja ReWalk un apmeklēja skolas un dažādas iestādes, stāstot par sevi un vācot līdzekļus, lai palīdzētu cilvēkiem ar mugurkaula traumām.

Eksoskeleti līdz nomaiņai ratiņkrēsli. Piemēram, tie ir pārāk lēni, lai paralizēts cilvēks droši šķērsotu ceļu. Tomēr šīs struktūras ir tikai nesen pārbaudītas, un tās jau var dot daudz priekšrocību.

Papildus spējai pārvarēt barjeras un psiholoģisko komfortu, skelets sniedz ratiņkrēsla lietotājam iespēju aktīvai rehabilitācijai. Vertikālā pozīcija stiprina sirdi, muskuļus, asinsriti un citas ķermeņa daļas, kuras novājināta ikdienas sēdēšana.

Skelets ar kursorsviru

Berkeley Bionics, kas pazīstams ar savu HULC militārā eksoskeleta projektu, tika ierosināts pirms pieciem gadiem eksoskelets cilvēkiem ar invaliditāti sauc - eLEGS (3). Tas ir ērti lietojams dizains, kas paredzēts paralizētiem cilvēkiem. Tas sver 20 kg un ļauj staigāt ar ātrumu līdz 3,2 km/h. uz pulksten sešiem.

Ierīce ir izstrādāta tā, lai ratiņkrēslā piesaistīts lietotājs varētu to uzvilkt un būt ceļā tikai dažu minūšu laikā. Tie tiek nēsāti uz drēbēm un apaviem, piestiprināti ar Velcro un sprādzēm, līdzīgi kā mugursomās.

Pārvaldība tiek veikta, izmantojot interpretētus žestus Eksoskeleta lidojuma kontrolieris. Pastaigas tiek veiktas, izmantojot kruķus, lai palīdzētu jums saglabāt līdzsvaru. ReWalk un līdzīgi amerikāņu eLEGS ir salīdzinoši viegli. Jāatzīst, ka tie nenodrošina pilnīgu stabilitāti, līdz ar to arī minētā vajadzība pēc paļaušanās uz kruķiem. Jaunzēlandes uzņēmums REX Bionics ir izvēlējies citu ceļu.

4. Rex Bionics eksoskelets

Viņas uzbūvētais REX sver milzīgus 38 kg, taču ir ļoti stabils (4). Viņš var tikt galā pat ar lielu novirzi no vertikāles un stāvot uz vienas kājas. Tas arī tiek apstrādāts dažādi. Tā vietā, lai līdzsvarotu ķermeni, lietotājs izmanto nelielu kursorsviru. Robotiskā eksoskeleta jeb saīsinātā REX izstrāde prasīja vairāk nekā četrus gadus, un pirmo reizi tika demonstrēts 14. gada 2010. jūlijā.

Tas ir balstīts uz eksoskeleta ideju un sastāv no robotu kāju pāra, kas ļauj piecelties, staigāt, pārvietoties uz sāniem, pagriezties, noliekties un visbeidzot staigāt. Šis piedāvājums ir cilvēkiem, kuri ikdienā lieto tradicionālos produktus. ratiņkrēsls.

Ierīce ir saņēmusi visus nepieciešamos vietējos standartus un tika izveidota, ņemot vērā vairāku rehabilitācijas speciālistu ieteikumus. Mācīšanās staigāt ar robotu kājām aizņem divas nedēļas. Ražotājs nodrošina apmācību REX centrā Oklendā, Jaunzēlandē.

Smadzenes stājas spēlē

Nesen Hjūstonas Universitātes inženieris José Contreras-Vidal integrēja BCI smadzeņu saskarni Jaunzēlandes eksoskeletā. Tātad nūjas vietā REX var vadīt arī ar lietotāja prātu. Un, protams, šis nav vienīgais eksoskeleta veids, kas ļauj to "vadīt smadzenēm".

Korejas un Vācijas zinātnieku grupa ir izstrādājusi derīgu eksoskeleta kontroles sistēma apakšējo ekstremitāšu kustības, izmantojot smadzeņu saskarni, kuras pamatā ir elektroencefalogrāfiskā ierīce un gaismas diodes.

Informācija par šo risinājumu - ārkārtīgi daudzsološu no, piemēram, ratiņkrēslu lietotāju viedokļa - pirms dažiem mēnešiem parādījās specializētajā žurnālā "Journal of Neural Engineering".

Sistēma ļauj jums virzīties uz priekšu, pagriezties pa kreisi un pa labi un stabili palikt vietā. Lietotājs uzliek tipiskas EEG "austiņas" uz galvas un sūta atbilstošus impulsus, vienlaikus fokusējot un aplūkojot piecu gaismas diožu masīvu.

Katra gaismas diode mirgo ar noteiktu frekvenci, un cilvēks, kurš izmanto eksoskeletu, fokusējas uz izvēlēto LED ar noteiktu frekvenci, kā rezultātā tiek iegūts atbilstošs smadzeņu impulsu EEG rādījums.

Kā jūs varētu nojaust, šī sistēma prasa zināmu sagatavošanos, taču, kā apgalvo izstrādātāji, tā efektīvi uztver nepieciešamos impulsus no visa smadzeņu trokšņa. Parasti testa subjektiem bija vajadzīgas apmēram piecas minūtes, lai uzzinātu, kā efektīvi kontrolēt eksoskeletu, kas kustina viņu kājas.

Izņemot eksoskeletus.

Tā vietā eksoskeleti ratiņkrēsli - šī tehnoloģija īsti neuzplauka, un parādās vēl vairāk jaunu koncepciju. Ja ir iespējams ar prātu vadīt inertus mehāniskos elementus eksoskeletstad kāpēc neizmantot tādu interfeisu kā BCI paralizēta cilvēka inertajiem muskuļiem?

5. Paralizēts cilvēks staigā ar BCI bez eksoskeleta.

Šis risinājums tika aprakstīts 2015. gada septembra beigās žurnālā NeuroEngineering and Rehabilitation Specialists no Kalifornijas Universitātes Irvinā, ko vadīja doktors An Do, 26 gadus vecu paralizētu vīrieti piecus gadus aprīkoja ar EEG pilotu. uz viņa galvas un elektrodos, kas uztver elektriskos impulsus muskuļos, kas apņem viņa imobilizētos ceļgalus (5).

Pirms viņš pēc gadiem ilgas nekustīguma atkal varēja izmantot savas kājas, viņam acīmredzot bija jāiziet parastā apmācība cilvēkiem, kuri izmanto BCI saskarnes. Viņš mācījās virtuālajā realitātē. Viņam bija arī jānostiprina kāju muskuļi, lai izturētu ķermeņa svaru.

Viņam ar soļotāju izdevās noiet 3,66 metrus, pateicoties kuriem viņš noturēja līdzsvaru un pārnesa daļu ķermeņa svara. Lai cik pārsteidzoši un paradoksāli tas neizklausītos, viņš ieguva kontroli pār savām ekstremitātēm!

Saskaņā ar zinātnieku, kuri veica šos eksperimentus, šī tehnika kopā ar mehānisko palīdzību un protezēšanu var atgriezt ievērojamu daļu mobilitātes invalīdiem un pat paralizētiem cilvēkiem un sniegt lielāku psiholoģisko gandarījumu nekā eksoskeleti. Katrā ziņā liela vagonu sacelšanās šķiet nenovēršama.