Рекомендую сначала посмотреть первые статьи на эту тему, иначе вы рискуете ничего не понять.
Современные и будущие использования биомехатроники
Большинство исполнительных механизмов, которые используются в ортопедических и протезных устройствах, представляют собой электродвигатели или электрические провода, которые сжимаются при прохождении через них тока. Хотя эти устройства могут создавать сократительную силу, они не приближаются к динамической гибкости живой мышечной ткани. Но что, если бы вы могли сделать настоящие мышечные приводы? В лаборатории Хью Герра в Массачусетском технологическом институте они сделали роботизированную рыбу, которая движима живой мышечной тканью, взятой из лягушачьих лапок. Рыба-робот имела следующие компоненты:
- Поплавок из пенопласта позволяет рыбе плавать
- Электрические провода служат для соединения
- Силиконовый хвост обеспечивает плавательную силу
- Литиевые батареи обеспечивают питание
- Микроконтроллер контролирует движения рыбы
- Инфракрасный датчик позволяет микроконтроллеру ''общаться'' с портативным устройством
- Блок стимулятора стимулирует мышцы электричеством
Мышцы лягушки были прикреплены к обеим сторонам хвоста и к пластиковому отделу позвоночника робота, а электроды от стимулятора были прикреплены к ним. Мышцы с обеих сторон попеременно стимулировались для создания плавательного движения. Робот-робот был помещен в резервуар с солевым раствором, предназначенный для поддержания мышц живыми. Рыба плавала в течение 4 часов из 42 со скоростью, превышающей 75 процентов от ее максимума. Робот мог плыть вперед, назад, поворачиваться и останавливаться. Это был прототип биомехатронного устройства с живым приводом.
В то время как достижения в технологии бронежилетов могут помочь солдатам в войне в Ираке пережить взрывы, многие из этих выживших страдают от поврежденных конечностей (рук, рук, ног, ног), которые требуют ампутации. Эта ситуация стимулировала исследования в области передовых ортопедических / протезных устройств, таких как устройства, разработанные в лаборатории Хью Герра в Массачусетском технологическом институте. Министерство по делам ветеранов и министерство обороны финансируют несколько групп по биомехатронике для удовлетворения потребностей ветеранов и солдат, пострадавшие на войне.
Недавно Клавдия Митчелл, бывший морской пехотинец и пациент с ампутированными конечностями, проверила протез, разработанный доктором Тоддом Куйкеном в Институте реабилитации в Чикаго. Пластический хирург, доктор Грегори Думениан в Северо-западной Мемориальной Больнице в Чикаго, направил нервы, которые контролируют ее недостающую руку, к ее груди. Нервы снова стали ближе к коже ее груди. Крошечные электроды на ее коже улавливают электрическую активность этих нервов и посылают сигналы на двигатели в руке. Она может контролировать движения руки, думая об этом. На данный момент протезная рука не является биомехатронной, так как сигналы идут только в одну сторону, от Клавдии до руки. Доктор Куйкен работает над следующим шагом, чтобы рука дала ей обратную связь, включая такие ощущения, как боль и давление.
На этом, наверно, я закончу эту серию статей. Но это не означает, что я перестану писать об этом вообще. На этом канале вы можете лицезреть ещё не мало интересной и редкой информации на русскоязычном пространстве по биомехатронике. До скорого!