Прорывная бионическая рука с ИИ напрямую интегрируется в нервную систему
Группа инженеров и хирургов из разных стран на базе Австралийского института бионики разработала инновационный метод соединения протеза с человеческим телом. Технология позволила шведской пациентке получить бионическую руку, прямо интегрированную в ее нервную систему и скелет, а также оснащенную искусственным интеллектом. У нее восстановилось около 80% ежедневной функциональности руки и пальцев. Более того, протез способен выдерживать постоянное использование в течение более трех лет. Затем изношенные детали можно быстро заменить.
Бионическая рука Mia Hand, разработанная итальянской компанией по производству роботизированных протезов рук Prensilia, имеет пять захватов, по одному на каждый палец, и обеспечивает 80% ежедневных движений. Протез предоставили женщине, чья рука была ампутирована 20 лет назад в результате несчастного случая на ферме. Она была первым человеком с ампутацией ниже локтя, который получил эту высокоинтегрированную бионическую руку. Результаты трехлетнего исследования интеграции Mia Hand свидетельствуют об огромном шаге вперед в разработке сменных конечностей, которые можно удобно использовать в повседневной жизни.
Исследовательская группа разработала нервно-мышечный имплантат, который соединили с нервной системой пациентки в ограниченной зоне вокруг двух мест его крепления к костям. Для управления протезом женщина использовала примерно те же нейронные ресурсы, что и для своей отсутствующей биологической руки.
Присоединение протезов к конечностям и управление ими - две разные задачи. Чтобы решить их, исследователи разработали человеко-машинный интерфейс, который обеспечивает удобное крепление искусственной структуры к скелету пациента в процессе остеоинтеграции. В дальнейшем это позволит присоединить дополнительные электроды, имплантированные в нервы и мышцы, для подключения к нервной системе организма.
Остеоинтеграция - это прямая структурная и функциональная связь между живой костью пациента и искусственным имплантатом, в данном случае бионической конструкцией конечности, изготовленной из титана. Это сложная процедура, требующая, чтобы лучевая и локтевая кости были выровнены и нагружены одинаковым весом, что ограничивало пространство вокруг них для других необходимых компонентов.
Объединив остеоинтеграцию с реконструктивной хирургией, имплантированными электродами и искусственным интеллектом, ученые смогли восстановить функции руки. Уровень ампутации ниже локтя особенно проблематичен, и достигнутый уровень функциональности знаменует собой важную веху в области сложных реконструкций конечностей в целом.
Помимо повседневных задач, связанных с нагрузкой и контролируемыми движениями (держать чашку или использовать застежку-молнию), это также уменьшило фантомную боль. Как следствие, необходимость принимать обезболивающие отпала. Постоянная боль является причиной, по которой многие люди с ампутированными конечностями отказываются от традиционных протезов.