Великое восстание — конец инвалидным коляскам?

Тот, кто никогда не пользовался инвалидной коляской, может подумать, что разница между ней и экзоскелетом невелика, или даже что именно инвалидная коляска обеспечивает мобильность, более быстрое и эффективное передвижение. Однако специалисты и сами инвалиды подчеркивают, что для парализованных очень важно не только передвигаться, но и вставать с инвалидной коляски и принимать вертикальное положение.

12 июня 2014 г., незадолго до В 17 по местному времени на «Арене Коринтианс» в Сан-Паулу молодой бразилец вместо инвалидная коляскатам, где он обычно ходит, он вышел на поле ногами и сделал свой первый пас на чемпионате мира по футболу. На нем был экзоскелет, управляемый разумом (1). 

1. Первый удар по мячу на ЧМ в Бразилии

Представленное сооружение стало результатом многолетней работы международной группы ученых, сосредоточенной на проекте «Снова иди». В одиночестве экзоскелет Сделано во Франции. Работу координировал Гордон Ченг из Технического университета Мюнхена, а технология чтения мозговых волн разрабатывалась в основном в США, там же в Университете Дьюка.

Это была первая массовая презентация управления разумом в механических устройствах. До этого экзоскелеты представлялись на конференциях или снимались в лабораториях, а записи чаще всего находились в Интернете.

экзоскелет был построен доктором Мигелем Николелисом и командой из 156 ученых. Его официальное название — BRA-Santos-Dumont, в честь Альберта Сантос-Дюмона, бразильского пионера. Кроме того, благодаря обратной связи пациент должен «чувствовать» то, что он делает, через системы электронных датчиков, расположенных в экипировке.

Войти в историю своими ногами

История 32-летней Клэр Ломас (2) показывает, что экзоскелет он может открыть инвалиду дорогу в новую жизнь. В 2012 году британская девушка, парализованная ниже пояса, прославилась, пройдя трассу Лондонского марафона. Ей потребовалось семнадцать дней, но она сделала это! Подвиг оказался возможным благодаря израильскому скелетону ReWalk.

2. Клэр Ломас в экзоскелете ReWalk

Достижение г-жи Клэр было названо одним из величайших технологических событий 2012 года. В следующем году она начала новую гонку со своими слабостями. На этот раз она решила проехать 400 миль или более 600 км на велосипеде с ручным приводом.

По пути она старалась посетить как можно больше городов. Во время остановок она основала ReWalk и посещала школы и различные учреждения, рассказывая о себе и собирая средства для помощи людям с травмами позвоночника.

Экзоскелеты пока не заменит инвалидные коляски. Например, они слишком медленные, чтобы парализованный человек мог безопасно перейти дорогу. Однако эти структуры были испытаны совсем недавно, и они уже могут принести много пользы.

Помимо возможности преодоления барьеров и психологического комфорта, скелет дает инвалиду-колясочнику шанс на активную реабилитацию. Вертикальное положение укрепляет сердце, мышцы, кровообращение и работу других частей тела, ослабленных ежедневным сидением.

Скелет с джойстиком

Компания Berkeley Bionics, известная своим проектом военного экзоскелета HULC, предложила пять лет назад экзоскелет для людей с ограниченными возможностями называется — eLEGS (3). Это простой в использовании дизайн, разработанный для парализованных людей. Он весит 20 кг и позволяет ходить со скоростью до 3,2 км/ч. на шесть часов.

Устройство было разработано таким образом, чтобы пользователь, прикованный к инвалидной коляске, мог всего за несколько минут надеть ее и отправиться в путь. Их надевают на одежду и обувь, застегивают на липучки и пряжки наподобие тех, что используются в рюкзаках.

Управление осуществляется с помощью жестов, интерпретируемых компьютер pokładowy egzoszkieletu. Ходьба осуществляется с использованием костылей, чтобы помочь вам сохранить равновесие. ReWalk и аналогичные американские eLEGS относительно легкие. Надо признать, что они не обеспечивают полной устойчивости, отсюда и упомянутая необходимость опоры на костыли. Новозеландская компания REX Bionics пошла по другому пути.

4. Egzoszkielet firmy Rex Bionics

Построенный ею REX весит целых 38 кг, но он очень устойчивый (4). Он может справиться даже с большим отклонением от вертикали и стоянием на одной ноге. Он также обрабатывается по-разному. Вместо балансировки тела пользователь использует небольшой джойстик. На разработку роботизированного экзоскелета, или сокращенно REX, ушло более четырех лет, и он был впервые продемонстрирован 14 июля 2010 года.

Он основан на идее экзоскелета и состоит из пары роботизированных ног, которые позволяют вставать, ходить, двигаться боком, поворачиваться, наклоняться и, наконец, ходить. Это предложение для людей, которые ежедневно используют традиционные продукты. инвалидная коляска.

Аппарат получил все необходимые местные стандарты и создан с учетом предложений ряда специалистов по реабилитации. Обучение ходьбе с роботизированными ногами занимает две недели. Производитель проводит обучение в REX Center в Окленде, Новая Зеландия.

Мозг вступает в игру

Недавно инженер из Хьюстонского университета Хосе Контрерас-Видаль интегрировал мозговой интерфейс BCI в новозеландский экзоскелет. Таким образом, REX вместо палки также может управляться разумом пользователя. И, конечно же, это не единственный тип экзоскелета, который позволяет ему «управляться мозгом».

Группа корейских и немецких ученых разработала действующий система управления экзоскелетом движения нижних конечностей с помощью мозгового интерфейса на основе электроэнцефалографического устройства и светодиодов.

Информация об этом решении — чрезвычайно перспективном с точки зрения, например, пользователей инвалидных колясок — появилась несколько месяцев назад в специализированном журнале «Journal of Neural Engineering».

Система позволяет вам двигаться вперед, поворачивать влево и вправо и сохранять устойчивость на месте. Пользователь надевает на голову типичные «наушники» ЭЭГ и посылает соответствующие импульсы, фокусируясь и глядя на массив из пяти светодиодов.

Каждый светодиод мигает с определенной частотой, и человек, использующий экзоскелет, фокусируется на выбранном светодиоде с определенной частотой, что приводит к соответствующему чтению импульсов мозга на ЭЭГ.

Как нетрудно догадаться, эта система требует некоторой подготовки, но, как уверяют разработчики, она эффективно улавливает нужные импульсы из всего мозгового шума. Обычно испытуемым требовалось около пяти минут, чтобы научиться эффективно управлять экзоскелетом, который двигает их ногами.

Кроме экзоскелетов.

Экзоскелеты вместо инвалидные коляски — эта технология толком не процветала, а появляются еще более новые концепции. Если можно разумом управлять инертными механическими элементами экзоскелеттогда почему бы не использовать интерфейс наподобие BCI для инертных мышц парализованного человека?

5. Парализованный человек ходит с ИМК без экзоскелета.

Это решение было описано в конце сентября 2015 г. в журнале NeuroEngineering and Rehabilitation Специалисты из Калифорнийского университета в Ирвайне во главе с доктором Ан До оснастили 26-летнего парализованного в течение пяти лет пилотом ЭЭГ. на его голове и в электроды, которые улавливают электрические импульсы в мышцах, окружающих его обездвиженные колени (5).

Прежде чем он смог снова использовать свои ноги после многих лет неподвижности, ему, очевидно, пришлось пройти обычную подготовку для людей, использующих интерфейсы BCI. Он учился в виртуальной реальности. Ему также пришлось укрепить мышцы ног, чтобы выдержать вес своего тела.

Ему удалось пройти 3,66 метра с ходунками, благодаря чему он сохранил равновесие и перенес часть веса своего тела. Как бы удивительно и парадоксально это не звучало — он обрел контроль над своими конечностями!

По словам ученых, проводивших эти эксперименты, эта техника вместе с механической помощью и протезированием может вернуть значительную часть подвижности инвалидам и даже парализованным людям и дать больше психологического удовлетворения, чем экзоскелеты. Так или иначе, великое восстание из телег кажется неизбежным.