Ztráta končetiny nemusí být konec - robotické ruce nastupují
-
26. 10. 2011
-
7 komentářů
-
Jan Grohmann
Devastující poranění ruky nebo nohy je smutnou realitou všech vojenských konfliktů - Afghánistán nevyjímaje. Nadějí pro desítky a stovky postižených vojáků může být v nedaleké budoucnosti dokonalá robotická replika lidské ruky. Ne, opravdu nejsme v říši sci-fi, ale v realitě dnešních dnů. Na pokročilé robotické paži pracuje například americká vojenská výzkumná agentura DARPA a myslí to opravdu vážně. Na vývoj plnohodnotné robotické ruky hodlá agentura DARPA vynaložit minimálně100 miliónů dolarů. Pojďme se nyní podívat na poslední úspěchy na poli robotických končetin.
Vědci z pittsburských lékařských univerzit a univerzity Johna Hopkinse v těchto dnech představili nejpokrokovější robotickou náhradu lidské ruky. Protéza je přelomová především díky vysokému stupni propojení lidského mozku a pohybového ústrojí robotické paže.
Vývoj byl financován agenturou DARPA skrze její multi-miliónový program Revoluční protéza (Revolutionizing Prosthetics). Cílem programu je vytvořit do konce tohoto desetiletí funkční (motorické a senzorické) horní končetiny reagující na přímé nervové řízení. Právě úspěšné dekódování mozkových signálů je alfou a omegou úspěchu na poli humanoidních robotických rukou.
Zpět k robotické ruce z Pittsburghu. Podle tvůrců ruky jde o nejvyspělejší robotickou končetinu. Robotická paže váží přibližně 5 kilo a má 27 stupňů pohybu, a to včetně jednotlivých prstů. Ruka má také řadu senzorů, které jsou schopny zaznamenat změnu teploty, dotyky, tlak a vibrace.
Vyvinuli jsme nové technologie k vytvoření horní končetiny, které jsou přirozenější na vzhled a používaní. Jedná se o skutečně revoluční pokrok v oblasti protetiky. Nyní, ve fázi 3, jsme připraveni prokázat, že náš systém může pracovat s pacientovými myšlenkami a může vytvořit zpětnou vazbu mezi rukou a mozkem. Cílem je obnovit smyslové vnímaní pacientů například na dotyk nebo teplo. Michael McLoughlin, UJH
Končetina byla již testována na řadě osob, a to se skvělými výsledky. Jeden z dobrovolníků byl i Tim Hammes ,který při sedm let staré autonehodě ochrnul od ramen dolů.
Foto: Tim Hammes se poprvé po sedmi letech dotýká své přítelkyně, DARPA projekt - Revoluční protéza / DARPA
Tim měl štěstí, že se mohl jako jeden z dobrovolníků připojit k programu Revoluční protéza. Tim musel mimo jiné podstoupit operaci mozku, kdy mu byla na jeho povrch, v kortikální oblasti (oblast ovlivňující pohyb), připevněna řada elektrod. Elektrody slouží ke snímání elektromagnetických signálů mozku a také k jeho stimulaci (k vyvoláni smyslového vjemu).
Tyto signály jsou pak pomocí elektrických vodičů posílaný do počítače. Počítačový program je převede do srozumitelné podoby a pošle je jako řídící povel pohybovému ústrojí robotické ruky. Jak to funguje v reálu, se můžete přesvědčit na přiloženém videu.
Video: Tim Hammes a jeho příběh, DARPA projekt - Revoluční protéza / DARPA, YouTube
Jde samozřejmě o první krok na dlouhé cestě za skutečně plnohodnotnou humanoidní robotickou paži. Avšak s postupujícími lékařskými znalostmi, objevy nových lehkých materiálů, miniaturizací elektroniky a vývojem miniaturních energetických zdrojů se budou i schopnosti robotických končetin dále vylepšovat. Důležité je, že neexistuje nepřekonatelný technický problém, který by mohl výzkum zavést do slepé uličky.
Jedná se o dobrou zprávu pro stovky vojáků, kteří v boji přišli o horní končetinu nebo dokonce končetiny. Snad se brzy dočkáme nejen plně funkčních, ale především cenově dostupných robotických paží.
Názor odborníka...
Míra zkvalitnění života lidí se ztrátou končetin se liší v rámci jednotlivce. V dobách nedávno minulých sloužily umělé náhrady končetin zejména ke kompenzaci z hlediska estetického a pocitového. Usilovná práce odborníků nese ovoce ve formě funkčních protéz, které dokáží postiženého navrátit do společnosti a do jisté míry osamostatnit. Současné špičkové protézy jsou schopny reagovat na řídící pokyny ze svalové, nervové či přímo z mozkové aktivity člověka. Avšak i přes nálož citlivých senzorů stojí veliké úsilí se s umělou robotickou protézou sžít. Budoucnost tkví nejen ve vývoji nových komponent a technologií ovládání, ale především ve vytvoření zpětnovazebného mechanismu, který by přenášel pohyby a vjemy ruky zpět do mozku. (Robotická ruka se tímto stane vaši samotnou).
Pavel Klásek, Student oboru Biomedicínská technika a bioniformatika
Pokud vás téma robotických končetin zaujalo, můžete položit související otázku do diskuze pod článkem. Pan Klásek slíbil, že na dotazy k tématu rád odpoví.
Související články
Digitální bojovník: Elektronika bude zabudována v uniformě
Sdílení informací patří mezi jednu z klíčových vlastností každé moderní armády. Pomocí bezdrátové ...
-
12.09.2011
-
6 komentářů
-
Jan Grohmann
Deset nejlepších vojenských inovací za rok 2010
Americká armáda 23. srpna zvolila vítěze každoroční soutěže o nejlepší inovace v oboru. Soutěž ...
-
15.09.2011
-
2 komentářů
-
Jan Grohmann
Laserová detekce improvizovaných náloží IED
IED neboli improvizované výbušné zařízení, mají na svědomí 60 % (1150 padlých) koaličních ztrát v ...
-
22.09.2011
-
0 komentářů
-
Jan Grohmann
Přilby s obličejovým štítem vs. IED
Uzavřené balistické helmy vzbuzují určité pochybnosti, avšak zřejmé jsou také jejich přednosti. ...
-
20.10.2011
-
0 komentářů
-
Jan Grohmann
V chirurgických řešeních těchto problémů nemám bohužel vážnější zkušenosti, avšak dle svých zdrojů soudím, že jsou nejčastěji využity vlastní štěpy, tedy například prsty zdravé ...Zobrazit celý příspěvek
V chirurgických řešeních těchto problémů nemám bohužel vážnější zkušenosti, avšak dle svých zdrojů soudím, že jsou nejčastěji využity vlastní štěpy, tedy například prsty zdravé ruky. O použití prstů dolní končetiny se mluví zejména při rekonstrukci palce ruky, který nevyžaduje vysokou variabilitu pohybů, ale pro funkčnost ruky je takřka nepostradatelný. Dárcovství prstů se dle mého názoru neuplatňuje (vzhledem k problematice imunitní reakce organismu). Doporučil bych vám obrátit se na příslušné odborníky v této věci.Skrýt celý příspěvek
Moc děkuji,vývoj jde opravdu neuvěřitelně kupředu,což je výborné.Náš syn má jen dobrý palec a pak jen malé pahýlky bez kostí.Jsou tam prý jen záprstní kůstky.Tou reoperací jste ...Zobrazit celý příspěvek
Moc děkuji,vývoj jde opravdu neuvěřitelně kupředu,což je výborné.Náš syn má jen dobrý palec a pak jen malé pahýlky bez kostí.Jsou tam prý jen záprstní kůstky.Tou reoperací jste myslel přenos prstů z jeho druhé ruky nebo nohy?Cizí použít asi nejde,že?DěkujiSkrýt celý příspěvek
Dobrý den, ano, vývoj se zaměřuje nejen na protetické náhrady celých paží a rukou, ale i na menší celky jimiž jsou tedy náhrady jednotlivých prstů ruky. Našel jsem pro vás jeden ...Zobrazit celý příspěvek
Dobrý den, ano, vývoj se zaměřuje nejen na protetické náhrady celých paží a rukou, ale i na menší celky jimiž jsou tedy náhrady jednotlivých prstů ruky. Našel jsem pro vás jeden příklad, který ilustruje aplikaci robotického prstu na pozůstatek malíčku. Tato protéza funguje na jednoduchém principu snímání tlaku, který při sevření či otevření ruky vyvolá pahýl článku prstu (k vidění zde: http://www.wired.com/gadgets/m... V případě specifičtějších problémů, kdy není možné napojit umělé části končetin na jejich pozůstatky, jde o individuální záležitost, což se v robotické rovině řeší obtížně. V budoucnu budou robotické náhrady snad více modulární. Jinak je možné uvažovat spíše o operativních rekonstrukcích s využitím vyvinutých prstů horní či dolní končetiny, záleží však na konkrétním případu.Skrýt celý příspěvek
Dobrý den,zajímalo by mě,jestli by šlo využít jen část robotické ruky,aby byla stále funkční.Jestli by šla do budoucna využít i u vývojové vady ruky,kde chybí prsty.Děkuji předem ...Zobrazit celý příspěvek
Dobrý den,zajímalo by mě,jestli by šlo využít jen část robotické ruky,aby byla stále funkční.Jestli by šla do budoucna využít i u vývojové vady ruky,kde chybí prsty.Děkuji předem za odpověď.Skrýt celý příspěvek
Souhlasím s názory obou komentářů, pánů Jiřího a Gungra, které hovoří o dvou cestách vývoje. První z nich je právě tzv. biologické plotrování používající buněčný materiál k ...Zobrazit celý příspěvek
Souhlasím s názory obou komentářů, pánů Jiřího a Gungra, které hovoří o dvou cestách vývoje. První z nich je právě tzv. biologické plotrování používající buněčný materiál k sestavení funkčních orgánů. Toto najde své uplatnění jak v armádním tak klasickém zdravotnictví. Druhou cestou, jak podotkl pan Jirka, se uplatní ve vojenství svíše robotické končetiny. Další možností je kombinace biologických (umělých) končetin, pocházejících z vývoje biomedicínského inženýrství, které by byly vylepšeny o nové robotické funkce. Postižený voják by byl paradoxně žádanější než doposud...Skrýt celý příspěvek
Myslím, že pokud se nějaká z těchto dvou variant nahrazování končetin bude v armádě používat, tak pravděpodobně půjde o robotické končetiny. Pokud budou mít ještě nějaké další ...Zobrazit celý příspěvek
Myslím, že pokud se nějaká z těchto dvou variant nahrazování končetin bude v armádě používat, tak pravděpodobně půjde o robotické končetiny. Pokud budou mít ještě nějaké další vylepšení, například rychlejší chůze nebo silnější paže. Samozřejmě by bylo ale příjemnější mít raději bio končetinu, ale když armáda řekne. Budeme mít za chvilku pravého RoboCopa. :c)Skrýt celý příspěvek
Další směr, kterým se výzkum na poli náhrady orgánů vydal je technologie tzv. bioplotru. Jedná se o odnož strojírenských technologií pro rychlou výrobu prototypů (rapid ...Zobrazit celý příspěvek
Další směr, kterým se výzkum na poli náhrady orgánů vydal je technologie tzv. bioplotru. Jedná se o odnož strojírenských technologií pro rychlou výrobu prototypů (rapid prototyping), jen se místo práškového titanu, abs plastu atp., použijí kartuše s různými druhy buněk, z kterých bioplotr podle programu sestaví požadovaný orgán, tkáň nebo i celou končetinu. Zatím je tato technologie daleko od přímého použití, ale i tak se již před pár lety podařilo „vytisknout“ funkční močový měchýř a na začátku tohoto roku dokonce i celou funkční ledvinu. Tempem jakým výzkum postupuje, není daleko den kdy voják, který přijde v boji o ruku si s tím prostě dojde k lékaři a ten mu ruku znovu sestaví a přímo naváže na nervovou soustavu.Skrýt celý příspěvek
Načítám diskuzi...