«Все» для парализованного человека, чтобы начать чемпионат мира

12 июня, во время открытия чемпионата мира по футболу FIFA 2014 в Бразилии, парализованный человек, на которого одет специальный роботизированный экзоскелет, управляемый мозгом, как ожидается, сделает первый удар футбольного чемпионата.




Событие является своего рода демонстрацией неврологии и когнитивной технологии в действии. Проект «Снова ходить» является результатом международного сотрудничества более ста ученых мира, во главе с профессором Мигелем Николелис из Дьюкского университета и Международного института нейронаук города Натал в Бразилии. Ведущим партнером является профессор Гордон Ченг, глава Института когнитивных систем в Техническом Университете Мюнхена (ТУМ).

Восемь пациентов из Бразилии, мужчины и женщины от 20 до 40 лет, которые парализованы ниже пояса, прошли обучение в течение нескольких месяцев, чтобы использовать экзоскелет. Система работает по записи электрической активности в головном мозге пациента, распознавая его или ее намерение — например, сделать шаг или пинать мяч — и переводит это намерение в действие. Также пациент получает тактильную обратную связь с помощью чувствительной искусственной кожи, созданной институтом Ченга.

Развитие проекта «Снова ходить» произошло в результате сотрудничества в 2008 году. Ченг подводит итог этого сотрудничества следующим образом: «Мигель установил ходьбу обезьяны по беговой дорожке в Северной Каролине, и, затем, я сделал своего робота-гуманоида, который гулял с сигналом в Киото». Это был небольшой, короткий шаг для исследователей представить себе парализованного человека, идущего с помощью роботизированного экзоскелета, который мог бы руководить своими действиями своей умственной деятельностью.



«Наш мозг очень адаптивен к тому, как мы можем расширить наше восприятие использования различных инструментов,» говорит Ченг, «например при вождении автомобиля или приеме пищи палочками. После эксперимента в Киото, мы были уверены, что мозг может также освободить парализованного человека, дать ему возможность ходить, используя внешнее тело».

Было ясно, что технические достижения должны будут позволить относительно компактный, легкий для сборки экзоскелет, и что визуальной обратной связи будет недостаточно. Также было ясно, что важное значение для эмоционального комфорта пациента, а также для контроля экзоскелета, будет иметь осязание. Таким образом, задача была следующей: помимо с возможности ходить, дать парализованному человеку чувство прикосновения к земле.

После присоединения Технического Университета Мюнхена в 2010 году, Ченг сделал приоритетом его института — исследования по улучшению техники тактильного зондирования для робототехнических систем. В результате, разработанная система, названная как CellulARSkin, обеспечивает основу для надежной и самоорганизующуюся сети датчиков. 

Основной частью является плоский, шестигранный пакет электронных компонентов, включая микропроцессор с низким энергопотреблением, а также датчики, которые обнаруживают предварительное соприкосновение, давление, вибрации, температуру, и даже движение в трехмерном пространстве. Любое количество этих отдельных «ячеек» можно объединить в сеть сотового расположения, защищенную в текущем прототипе с помощью резиновой кожи литого эластомера.



«Это не просто датчик», говорит Ченг. «Интеллект датчика — это более важно.» Взаимодействие сетевых клеток, и взаимодействие сети и центральной системы, позволяет системе CellulARSkin настроить себя под каждое конкретное приложение и автоматически восстанавливаться от некоторых видов повреждений. Эти возможности обеспечивают преимущества в обеспечении «интеллекта», более безопасного взаимодействия машин с людьми.

Это событие, на открытии Кубка мира, Ченг рассматривает как публичную демонстрацию того, что наука может сделать для людей. «Кроме того, я вижу это как большое вознаграждение за напряженную работу пациентов и их мужество!» – говорит Ченг.

Информация взята с сайта phys.org
Перевод и статью подготовила команда Telebreeze Team
Наша страница на Facebook и Twitter