Рекомендую сначала посмотреть первые статьи на эту тему, иначе вы рискуете ничего не понять.
Изучение биомехатроники
Несколько лабораторий по всему миру проводят исследования в области биомехатроники, в том числе MIT(Массачусетский технологический университет), Университет Твенте( Нидерланды) и Калифорнийский университет в Беркли. Текущие исследования ведутся в трёх областях:
- Анализ человеческих движений
- Изучение как электронные устройства могут взаимодействовать с нервной системой (имплантирование электродов в мозг и мышцы)
- Испытание способов использования живой мышечной ткани в качестве исполнительных механизмов для электронных устройств.
Анализ человеческих движений. Человеческие движения сложны, будь то взятие стакана или ходить по пересечённой местности. Мы должны понимать как двигается человек для того, чтобы сделать биомехатронные устройства, которые будут максимально имитировать и помогать человеку двигаться.
Доктор Питер Велтинк и его коллеги из Университета Твенте анализируют движения при ходьбе (анализ походки) путем измерения движений тела с помощью систем камер, реактивных сил на земле с помощью измерителей силы и мышечной активности с помощью электромиограмм (записи электрической активности, вызванной сокращением мышц) , Анализ нормальных и ослабленных пациентов поможет понять свободные движения при ходьбе и диагностировать конкретные проблемы с походкой у ослабленных пациентов. Группа Питера также оценивает контроль баланса во время ходьбы и стоя.
Взаимодействие электронных устройств с людьми. Главное различие между ортопедических и протезных устройств от биомехатронических является способность подключаться к нервной и мускульной системой человека, чтобы отправлять и получать информацию от устройства. Например, тактильные ощущения или ощущение в пространстве.
Группа Питера Велтинка в Нидерландах использует имплантирование электродов для стимуляции икроножных мышц. Они разрабатывают сенсоры и методы контроля для мышц спины, которые поднимают ноги во время хождения. В будущем это поможет лечить инсульт и парализованость.
Херми Херменс и Лаура Келленберг из группы Велтинка используют электроды, расположенные на коже, чтобы контролировать электрическую активность нижних мышц (электромиография), вместо имплантирование электродов непосредственно в мышцы. Это создаёт боль и дискомфорт, а также может вызвать 2-стороннюю связь.
Также группа Велтинка использует электромиограмму поверхности электродов для обратной связи и контроля мышц нижнего плеча протеза. В протезе определяется угол наклона колена и информация передаётся электромиографией в ампутированную ногу. Владелец может почувствовать активность и научиться её интерпретировать. В итоге электрическая активность мышцы может применяться для контроля протеза.
Дальше рассмотрим изучение биомехатроники у MIT
Я - Киборг
Доктор Кевин Уорик из Университета Рединга в Соединенном Королевстве проверил на себе интерфейс человек-компьютер. Уорику имплантировали хирургическим путем крошечный набор из 100 силиконовых электродов в его медиальный нерв левой руки ниже запястья. Провода от импланта проходили под его кожей и из локтя, где он соединялся с усилителями и другими цепями, чтобы преобразовать свои нервные импульсы в цифровые электронные сигналы. С помощью этого импланта он смог дистанционно управлять отдельной роботизированной рукой, совершая движения собственной рукой. Эксперимент длился 3 месяца, и Уорик описал его в своей книге «Я - Киборг».
To be continued...