Големият бунт - краят на инвалидните колички?

Някой, който никога не е използвал инвалидна количка, може да си помисли, че има малка разлика между нея и екзоскелета или дори че инвалидната количка осигурява мобилност, по-бързо и по-ефективно движение. Експерти и самите инвалиди обаче подчертават, че е много важно парализираните не само да се движат, но и да стават от инвалидната количка и да заемат изправено положение.

На 12 юни 2014 г., малко преди 17 часа местно време в Арена Коринтианс в Сао Пауло, младият бразилец вместо инвалидна каретакъдето обикновено ходи, той влезе с крака на терена и направи първия си пас на Световната купа. Той носеше контролиран от ума екзоскелет (1). 

1. Първият удар с топка на Световното първенство в Бразилия

Представената структура е резултат от дългогодишна работа на международен екип от учени, фокусирани върху проекта Go Again. Сам екзоскелет Произведено във Франция. Работата е координирана от Гордън Ченг от Техническия университет в Мюнхен, а технологията за разчитане на мозъчни вълни е разработена основно в САЩ, на същото място в университета Дюк.

Това беше първото масово представяне на контрола на ума в механичните устройства. Преди това екзоскелетите бяха представяни на конференции или заснети в лаборатории, а записите най-често се намираха в интернет.

екзоскелет е построена от д-р Мигел Николелис и екип от 156 учени. Официалното му име е BRA-Santos-Dumont, на името на Алберт Сантос-Дюмон, бразилски пионер. Освен това, благодарение на обратната връзка, пациентът трябва да „усеща“ какво прави чрез системите от електронни сензори, разположени в оборудването.

Влезте в историята със собствените си крака

Историята на 32-годишната Клер Ломас (2) показва това екзоскелет може да отвори пътя на човек с увреждания към нов живот. През 2012 г. британско момиче, парализирано от кръста надолу, стана известно, след като завърши Лондонския маратон. Отне й седемнадесет дни, но тя го направи! Подвигът стана възможен благодарение на израелския скелет ReWalk.

2. Клер Ломас, носеща екзоскелета ReWalk

Постижението на г-жа Клер е обявено за едно от най-големите технологични събития за 2012 г. На следващата година тя започна нова надпревара със своите слабости. Този път тя реши да изкара 400 мили или над 600 км на ръчно задвижван велосипед.

По пътя тя се опита да посети колкото се може повече градове. По време на престой тя основа ReWalk и посети училища и различни институции, разказвайки за себе си и набирайки средства за подпомагане на хора с наранявания на гръбначния стълб.

Екзоскелети до замяна инвалидни колички. Например, те са твърде бавни, за да може парализиран човек да пресече безопасно пътя. Тези структури обаче са тествани едва наскоро и вече могат да донесат много ползи.

В допълнение към способността за преодоляване на бариерите и психологическия комфорт, скелетът дава на ползвателя на инвалидна количка шанс за активна рехабилитация. Изправеното положение укрепва сърцето, мускулите, кръвообращението и други части на тялото, отслабени от ежедневното седене.

Скелет с джойстик

Berkeley Bionics, известна със своя военен екзоскелет HULC, предложен преди пет години екзоскелет за хора с увреждания се нарича - eLEGS (3). Това е лесен за използване дизайн, предназначен за парализирани хора. Тежи 20 кг и ви позволява да вървите със скорост до 3,2 км/ч. за шест часа.

Устройството е проектирано така, че прикован в инвалидна количка потребител да може да го сложи и да е на път само за няколко минути. Носят се върху дрехи и обувки, закопчават се с велкро и катарами, подобни на използваните в раниците.

Управлението се осъществява с помощта на интерпретирани жестове Полетен контролер на екзоскелета. Ходенето се извършва с помощта на патерици, за да ви помогне да запазите баланса си. ReWalk и подобни американски eLEGS са относително леки. Трябва да се признае, че те не осигуряват пълна стабилност, оттук и споменатата необходимост от разчитане на патерици. Новозеландската компания REX Bionics пое по различен път.

4. Университет за приложни науки Rex Bionics

REX, който тя построи, тежи невероятните 38 кг, но е много стабилен (4). Той може да се справи дори с голямо отклонение от вертикалата и стоейки на един крак. Освен това се обработва по различен начин. Вместо да балансира тялото, потребителят използва малък джойстик. Роботизираният екзоскелет, или накратко REX, отне над четири години за разработване и беше демонстриран за първи път на 14 юли 2010 г.

Той се основава на идеята за екзоскелет и се състои от чифт роботизирани крака, които ви позволяват да се изправяте, да ходите, да се движите настрани, да се обръщате, да се накланяте и накрая да ходите. Тази оферта е за хора, които ежедневно използват традиционни продукти. инвалидна карета.

Устройството е получило всички необходими местни стандарти и е създадено, като се вземат предвид предложенията на редица специалисти по рехабилитация. Да се ​​научиш да ходиш с роботизирани крака отнема две седмици. Производителят провежда обучение в REX Center в Окланд, Нова Зеландия.

Мозъкът влиза в игра

Наскоро инженерът от университета в Хюстън Хосе Контрерас-Видал интегрира BCI мозъчен интерфейс в новозеландски екзоскелет. Така че вместо стик, REX може да се управлява и от ума на потребителя. И, разбира се, това не е единственият вид екзоскелет, който позволява той да бъде „контролиран от мозъка“.

Група корейски и немски учени са разработили валиден система за управление на екзоскелета движения на долните крайници с помощта на мозъчен интерфейс, базиран на електроенцефалографско устройство и светодиоди.

Информация за това решение - изключително обещаващо от гледна точка например на хората в инвалидни колички - се появи преди няколко месеца в специализираното списание "Journal of Neural Engineering".

Системата ви позволява да се движите напред, да завивате наляво и надясно и да останете стабилни на място. Потребителят поставя типични ЕЕГ "слушалки" на главата си и изпраща съответните импулси, докато фокусира и гледа масив от пет светодиода.

Всеки светодиод мига с определена честота и лицето, използващо екзоскелета, се фокусира върху избрания светодиод с определена честота, което води до съответното ЕЕГ отчитане на мозъчните импулси.

Както може би се досещате, тази система изисква известна подготовка, но, както уверяват разработчиците, тя ефективно улавя необходимите импулси от целия мозъчен шум. Обикновено на тестовите субекти им отнема около пет минути, за да се научат как ефективно да контролират екзоскелета, който движи краката им.

С изключение на екзоскелети.

Вместо това екзоскелети инвалидни колички - тази технология не е процъфтявала и се появяват още повече нови концепции. Ако е възможно да се управляват инертни механични елементи с ума екзоскелеттогава защо не използвате интерфейс като BCI за инертните мускули на парализиран човек?

5. Парализиран човек ходи с BCI без екзоскелет.

Това решение беше описано в края на септември 2015 г. в списанието NeuroEngineering and Rehabilitation Specialists от Калифорнийския университет в Ървайн, ръководено от д-р Ан До, оборудваха 26-годишен парализиран мъж за пет години с пилот за ЕЕГ. върху главата му и в електроди, които улавят електрически импулси в мускулите около обездвижените му колене (5).

Преди да може да използва краката си отново след години на неподвижност, той очевидно трябваше да премине през обичайното обучение за хора, използващи BCI интерфейси. Учи във виртуална реалност. Освен това трябваше да укрепи мускулите на краката си, за да поддържа тежестта на тялото си.

Той успя да измине 3,66 метра с проходилка, благодарение на което запази равновесие и пренесе част от телесното си тегло. Колкото и изненадващо и парадоксално да звучи - той придоби контрол над крайниците си!

Според учените, провели тези експерименти, тази техника, заедно с механична помощ и протезиране, може да върне значителна част от мобилността на хората с увреждания и дори парализирани и да осигури повече психологическо удовлетворение от екзоскелетите. Така или иначе, голям бунт на вагони изглежда неизбежен.