Polecane artykuły

Technologia. Ręce, które widzą

09.02.2018 11:27:41
Tagi: produkty na bazie ropy naftowej, protetyka, ropa naftowa, protezy, nowoczesne technologie, innowacje,

Lubisz? Udostępnij!

Większość z nas nie myśli o tym, w jaki sposób mózg bez wysiłku komunikuje się z naszymi kończynami. Patrzysz, sięgasz, łapiesz lub stawiasz kroki – to takie oczywiste. Jednak dla wielu osób jedynym ratunkiem po amputacji jest protetyka. Dopiero wówczas zdają sobie one sprawę z motoryki własnego ciała.

Dawniej protezy często były wykonywane z metalu lub skóry, przez co stawały się nieporęczne i niewygodne dla użytkownika. Jednak dzięki innowacjom, wykorzystującym związki występujące w gazie ziemnym i oleju, najnowsza generacja trwałych tworzyw sztucznych umożliwiła tworzenie protez, które są mocne, lekkie i o wiele bardziej odpowiadające realnym potrzebom.

Lekkie materiały

Trwałe i lekkie żywice, pochodzące z gazu ziemnego lub oleju, stanowią teraz integralną część nowej generacji intuicyjnych protez, które pozwalają użytkownikowi sięgać po obiekty automatycznie, bez myślenia – jak przy użyciu prawdziwej ręki lub nogi.

Tworzywa sztuczne są łatwo wytwarzane, formowane, wycinane i obrabiane, dzięki czemu zapewniają nowy zakres komfortu, ruchu i wytrzymałości osobom, które straciły kończyny w wyniku urazu lub choroby. Materiał stanowi integralną część tego, co naukowcy nazywają „aktywnymi protezami”, mogącymi naśladować ważne cechy ludzkie, takie jak elastyczność, przyczepność, wytrzymałość i tarcie powierzchniowe.

 

Nowoczesne protezy

– Kończyna jest częścią ciała, a ludzie mają z nią emocjonalną więź – mówi Jeff Erenstone, właściciel Create Orthotics and Prosthetics, który buduje protetyczne urządzenia drukujące 3D. – Użycie technologii skróciło czas potrzebny na zbudowanie i dostosowanie sztucznej kończyny od kilku tygodni do kilku godzin – dodaje.

Ramię jak prawdziwe

Erenstone w swoim rzemiośle stosuje nowej generacji termoplastyczny elastomer poliuretanowy (TPU) – miękki, elastyczny materiał, który jest jednocześnie wytrzymały i trwały. Dzięki temu wynalazkowi możliwe jest budowanie protez o różnych gęstościach – miękkich w mięsistych rejonach ciała i sztywniejszych w środku, gdzie znajduje się kość. Za ich pomocą uda się odtworzyć wrażenie prawdziwej kończyny, zapewnić pokrycie protetyczne w kilkunastu różnych odcieniach ciała, a nawet wydrukować kończynę z ulubionym tatuażem.

Swój ślad w historii protetyki chcą zaznaczyć również naukowcy z Holandii, którzy rozpoczynają współpracę między obszarami innowacji na polu ropy naftowej i gazu ziemnego a opieki zdrowotnej. Jak twierdzą, wynaleźli już lekkie i trwałe ramię protetyczne, które – zamiast tradycyjnego mocowania przez system gniazd – jest przytwierdzane bezpośrednio w kości. Co więcej, poprzez skrupulatne przekierowanie nerwów sztucznej kończyny do nieuszkodzonych grup mięśniowych, pacjent może dzięki niej wywołać ruch w kończynie protetycznej. Ten proces neuroprotetyczny, zwany „celową reinerwacją mięśni”, oferuje nowy związek między myślą, sygnałem i kończyną, który jest pierwszym krokiem ku potężnej ścieżce do mobilności.

 

Nowoczesne materiały do tworzenia protez

Instalacja wynalazku wymaga trzech operacji. W pierwszej chirurg wprowadza metalowy pręt do szpiku kości. Około dwa miesiące później przez mały otwór w skórze wkręca pręt łączący w ten umieszczony wcześniej. Podczas trzeciej operacji nerwy i mięśnie są połączone. W efekcie pacjent może „trenować” nową rękę poprzez codzienne ćwiczenia, które pomagają zwiększyć płynność ruchu.

„Widzące” ręce?

Tymczasem naukowcy z Uniwersytetu w Newcastle stworzyli prototypową kończynę protetyczną zintegrowaną z interfejsem sztucznej inteligencji za pomocą kamery, która rozpoznaje setki obiektów. Kiedy użytkownik porusza się, aby coś chwycić, kamera analizuje obiekt i reaguje, przesuwając dłoń w odpowiednią pozycję „chwytania” w jednym płynnym ruchu.

W ten sposób ręka termoplastyczna „widzi” i reaguje do 10 razy szybciej niż inne dostępne na rynku urządzenia, a przy tym jest niedroga, ponieważ wykorzystuje kamerę internetową Logitech. Oprogramowanie sztucznej inteligencji można również łatwo i tanio nauczyć przestrzeni. W tym celu naukowcy stworzyli wizualizację bazy danych, zawierającą ponad 500 obiektów. Na każdy z nich składają się 72 obrazy zrobione co 5 stopni.

Oprogramowanie filtruje obiekty według ich funkcji i uczy się metodą prób i błędów. Później wystarczy, że użytkownik wskaże protezą na przedmiot, a ramię analizuje sytuację, wybiera chwyt i sięga po daną rzecz.

Oparta na wizji analiza otoczenia nie jest bez wad. Nadal problemem są w niej zatłoczone przestrzenie, a odległość może zostać oszacowana błędnie. Z pewnością jest jednak jednym z najbardziej obiecujących odkryć ostatnich lat.


0 0