L osing руки не повинен означати втрату відчуття дотику, завдяки протезам рукам, які стимулюють нерви з м'якою електричної зворотним зв'язком.
Пацієнт може виконувати повсякденні завдання за допомогою сенсорного модуля управління, інтегрованого з протезованою рукою. Дослідники з Університету Іллінойсу розробили алгоритм управління, який регулює струм, тому пацієнт відчуває стійкі відчуття.
“Ми повертаємо сенсацію тому, хто втратив руку. Ідея полягає в тому, що ми більше не хочемо, щоб протезна рука відчувала себе як інструмент, ми хочемо, щоб вона відчувала себе як продовження тіла ”, - сказала Адеель Ахтар, доктор медичних наук. студент програми неврології та програми вченого-медика в Університеті Іллінойсу. Ахтар є провідним автором статті, що описує модуль сенсорного управління, опублікованій у Science Robotics, а також засновником та генеральним директором PSYONIC, стартап-компанії, яка розробляє недорогі біонічні озброєння. “Комерційне протезування не має хороших сенсорних зворотних зв’язків. Це крок до отримання надійного сенсорного зворотного зв'язку з користувачами протезів », - сказав він.
Протезні руки мають датчики на кінчиках пальців, що забезпечують стимуляцію нервів. Отже, кожного разу, коли користувач контактує з чимось, електричний сигнал на шкірі відповідає величині тиску, що чиниться рукою. Візьмемо приклад, пляшка з водою створить легке відчуття, але сильний поштовх матиме сильніший сигнал.
Тімоті Бретл, головний дослідник дослідження, сказав, що “було багато проблем із наданням користувачам надійних відгуків. Під час звичайного носіння з часом електроди, пов’язані з шкірою, почали відшаровуватися, що може спричинити генерування електричного струму в зоні, яка залишається закріпленою, що може викликати хворобливий шок для користувача. Крім того, потовиділення може перервати зв’язок між електродом і шкірою, через що користувач взагалі не буде відчувати зворотного зв’язку. "Стійкий, надійний сенсорний досвід може значно покращити якість життя користувача-протезиста", - сказав Бретл.
Зворотній зв'язок, який відчуває пацієнт, контролюється контролером, що дозволяє користувачеві регулювати поточний рівень для постійного зворотного зв'язку. Навіть під час потовиділення або коли електроди відшаровуються на 75%. Дослідники протестували контролер на двох пацієнтах, вони провели тест, де електроди були нетрадиційно відшаровані, і виявили, що модуль контролера автоматично зменшує електричний струм, тому терпляче повідомляє про стійкий зворотний зв'язок, не отримуючи жодного удару. Користувач також виконував повсякденне завдання (наприклад: підйом по сходах, забивання цвяха в дошку та біг на еліптичній машині) під час тесту, що могло спричинити втрату відчуття через піт.
«Ми виявили, що коли ми не використовували наш контролер, користувачі вже не могли відчути відчуття до кінця діяльності. Однак коли у нас був включений алгоритм управління, після активності вони сказали, що вони все ще можуть відчути відчуття чудово », - сказав Ахтар.
Додавання контрольованого модуля стимуляції буде коштувати набагато дешевше, ніж сам протез, сказав Ахтар. "Хоча ми ще не знаємо точної розподілу витрат, наша мета полягає в тому, щоб вона була повністю покрита страховою системою без жодних власних витрат для користувачів".
Команда працює над розміром модуля, який забезпечує електричний зворотний зв'язок. Зробити його менше допомагає помістити його всередину протезної руки, а не кріпити зовні. Вони також планують тестування з більше ні. пацієнтів за надання кращих рішень.
“Отримавши мініатюризований стимулятор, ми плануємо провести більше обстеження пацієнтів, де вони можуть взяти його додому протягом тривалого періоду часу, і ми можемо оцінити його почуття, виконуючи повсякденну діяльність. Ми хочемо, щоб наші користувачі мали можливість надійно відчувати і тримати речі, такі делікатні, як дитяча рука », - сказав Ахтар. "Це крок до виготовлення протезу кисті, яка стає продовженням тіла, а не просто іншим інструментом".