Механічна рука вміє відчувати. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Механічна рука вміє відчувати

14.10.2014

Завдяки новій технології людина з протезом руки може відрізняти, яким із штучних пальців вона торкається предметів. Крім покращеної чутливості, вчені також розробили зручніший спосіб кріплення штучних рук до тіла.

Ідеальний протез кінцівки повинен мати ті ж властивості, що і справжня кінцівка - він повинен так само рухатися і відчувати. Щодо рухливості штучних рук і ніг вдалося досягти значних успіхів, але як бути з чутливістю? Ми відчуваємо холод, тепло, можемо відрізнити перо від наждакового паперу завдяки безлічі спеціальних рецепторів, розташованих у шкірі та пов'язаних із мозком. Чи можливо зробити аналогічну систему чутливості у протезі?

Для розробників біомеханічних протезів одним із головних завдань стало змусити штучну кінцівку правильно відчувати механічний тиск. Наприклад, якщо людина захоче взяти штучною рукою склянку, вона повинна розрахувати силу хватки, щоб не роздавити її, а для цього потрібно точно відчувати тиск поверхні склянки на пальці і долоню. Майже 40 років тривають експерименти, у яких нейробіологи намагаються створити задовільний зворотний зв'язок між мозком та штучною рукою з електронними датчиками тиску. Однак успіху вдалося досягти лише зовсім недавно: Сільвестро Міцера (Silvestro Micera) з Федеральної політехнічної школи Лозанни (Швейцарія) та його колеги повідомили у лютому на сторінках Science Translational Medicine, що їм вдалося створити руку, якій можна було не тільки дбайливо взяти склянку, але і відрізнити навпомацки круглий предмет від квадратного.

Біомеханічний протез забезпечили датчиками, які оцінювали тиск руки на предмет напруги в штучних сухожиллях, що контролюють рухи пальців. Відповідно до цієї напруги датчики генерували електричний сигнал, але в такому вигляді нервова система його б не зрозуміла, тому знадобився алгоритм, який перетворював сигнал у зрозумілий для нервової системи мову. Перетворений імпульс по електродах надходив у нерви вцілілого плеча.

Але через кілька місяців у Science Translational Medicine з'являється інша стаття, в якій група дослідників із Західного резервного університету Кейза (США) стверджує, що їм вдалося зробити більш чутливий протез. Вони використовували більше десятка датчиків тиску, які перетворювалися на електричні імпульси різної сили та тривалості. Ці імпульси передавалися нервам через три електроди, імплантовані під шкіру. Кожен електрод з'єднувався тільки з одним нервом, але точок з'єднання між ними було багато: у дослідженні брали участь двоє людей з ампутованими руками, в одного з них нерв з'єднувався з електродом двадцятьма контактами, в іншого їх число було менше. В результаті конструктори досягли більшої деталізації відчуттів: людина могла відрізнити, чим саме вона чіпає поверхню, штучним мізинцем або штучним великим пальцем.

Більше того, добровольці зі штучними руками могли відрізняти, наприклад, наждачний папір від гладкої або від ребристої поверхні, і якщо рука лежала одночасно на двох поверхнях, людина могла сказати, яка частина руки що відчуває. Механічна рука дозволяла взяти ягоду, не пошкодивши її, і намазати зубну пасту на зубну щітку - досить тонкі дії, що вимагають координації відчуттів та сили, що додається. Достовірність відчуттів залежала від числа "входів" між електродом та нервом, а також від точності комп'ютерних перетворень сигналу. Якщо раніше відчуття від протезу обмежувалися більш-менш сильним поколюванням, то тепер, за допомогою конструкції, створеної Дастіном Тайлером (Dustin Tyler) та його колегами, біомеханічні відчуття стали реальнішими.

<< Назад: Мікросхема дводіапазонного приймача бездротового зв'язку на 5 та 60 ГГц 14.10.2014

>> Вперед: Мініатюрні вбудовувані накопичувачі eMMC від Toshiba 13.10.2014

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Електронний шолом для водіїв вантажівок 14.04.2024

Безпека на дорогах, особливо для водіїв важкої будівельної техніки, є пріоритетним завданням інженерів та вчених. У світлі цього німецький Інститут структурної міцності та надійності систем імені Фраунгофера представив новий продукт – електронний шолом, який призначений для захисту водіїв від серйозних травм під час керування будівельними машинами. Новий електронний шолом, розроблений командою інженерів з Інституту Фраунгофера, відкриває нові перспективи безпеки водіїв вантажівок і будівельної техніки. Пристрій здатний контролювати рівень трясіння в кабіні автомобіля та попереджати водія про можливу небезпеку. Основою роботи шолома є вбудований п'єзоелектричний датчик, який генерує електрику під час фізичної деформації. Цей механізм дозволяє пристрою реагувати на інтенсивні вібрації, характерні для роботи будівельної техніки. Коли рівень деформації перевищує безпечні значення, на шоломі вмикається сигнальна система, ...>>

Антивітаміни замість антибіотиків 13.04.2024

Проблема бактеріальної резистентності до антибіотиків стає дедалі серйознішою, створюючи загрозу ефективного лікування інфекцій. У світлі цього дослідники шукають нові шляхи боротьби із супербактеріями. Одним із перспективних напрямків є використання антивітамінів, здатних надавати антибактеріальну дію. Антивітаміни, хоч і відомі як речовини, протилежні до вітамінів, виявилися перспективним інструментом у боротьбі з бактеріальною резистентністю до антибіотиків. Дослідження, проведене вченими з Геттінгенського університету в Німеччині, підтвердило їхній потенціал у створенні нових препаратів для боротьби з небезпечними інфекціями. У зв'язку з поширенням супербактерій, стійких до антибіотиків, виникає необхідність пошуку альтернативних методів лікування. Антивітаміни є молекулами, аналогічними вітамінам, але здатні пригнічувати активність бактерій без шкоди для організму людини. На даний момент науці відомі всього три антивітаміни: троянді ...>>

Випадкова новина з Архіву

Вівці-сіячі 13.12.2006

Наскільки ефективним може бути перенесення насіння рослин тваринами, показує експеримент, проведений екологами з університету Мадрида. Вони використали практикований в деяких областях Іспанії сезонний перегін овець із зимових пасовищ на літні.

Близько півтори тисячі овець-мериносів регулярно переганяють із Кантабрійських гір на півночі Іспанії до Естремадури на південному заході. У руно кількох баранів впровадили насіння дикої моркви, конюшини Trifolium angustifolium, подорожника Plantago lagopus та ячменю мишачого Hordeum murinum, міченого нешкідливою фарбою.

Шлях 400 кілометрів зайняв 28 днів, і до його кінця з насіння конюшини залишилося 47%, моркви 12%, ячменю 9,5% і подорожника 5%. Навіть коли у травні овець постригли, у шерсті залишалося відповідно 38,1%, 6,93%, 5,06% та 2,15% насіння цих рослин. Для всіх чотирьох видів рослин це рекордна відстань перенесення насіння на тварин.

Експеримент довів, що міграція стад диких копитних могла мати велике значення для розселення рослин.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт