Велике повстання – кінець інвалідним візкам?

Той, хто ніколи не користувався інвалідним візком, може подумати, що різниця між нею та екзоскелетом невелика, або навіть що саме інвалідний візок забезпечує мобільність, більш швидке та ефективне пересування. Проте фахівці й самі інваліди наголошують, що для паралізованих дуже важливо не лише пересуватися, а й вставати з інвалідного візка та приймати вертикальне положення.

12 червня 2014 р., незадовго до 17 за місцевим часом на «Арені Корінтіанс» у Сан-Паулу молодий бразилець замість інвалідна коляскатам, де він зазвичай ходить, він вийшов на поле ногами та зробив свій перший пас на чемпіонаті світу з футболу. На ньому був екзоскелет, керований розумом (1). 

1. Перший удар по м'ячу на ЧС у Бразилії

Представлена ​​споруда стала результатом багаторічної роботи міжнародної групи вчених, яка зосереджена на проекті «Знову йди». На самоті екзоскелет Зроблено у Франції. Роботу координував Гордон Ченг з Технічного університету Мюнхена, а технологія читання мозкових хвиль розроблялася переважно у США, там же Університеті Дьюка.

Це була перша масова презентація управління розумом у механічних пристроях. До цього екзоскелети представлялися на конференціях або знімалися в лабораторіях, а записи найчастіше перебували в Інтернеті.

екзоскелет був побудований доктором Мігелем Ніколелісом та командою зі 156 учених. Його офіційна назва - BRA-Santos-Dumont, на честь Альберта Сантос-Дюмона, бразильського піонера. Крім того, завдяки зворотному зв'язку пацієнт повинен «відчувати» те, що він робить через системи електронних датчиків, розташованих в екіпіровці.

Увійти в історію своїми ногами

Історія 32-річної Клер Ломас показує, що екзоскелет він може відкрити інваліду дорогу у нове життя. У 2012 році британська дівчина, паралізована нижче за пояс, прославилася, пройшовши трасу Лондонського марафону. Їй знадобилося сімнадцять днів, але вона зробила це! Подвиг виявився можливим завдяки ізраїльському скелетону ReWalk.

2. Клер Ломас в екзоскелеті ReWalk

Досягнення пані Клер було названо однією з найбільших технологічних подій 2012 року. Наступного року вона розпочала нову гонку зі своїми слабкостями. Цього разу вона вирішила проїхати 400 миль або понад 600 км на велосипеді із ручним приводом.

Дорогою вона намагалася відвідати якнайбільше міст. Під час зупинок вона заснувала ReWalk та відвідувала школи та різні заклади, розповідаючи про себе та збираючи кошти для допомоги людям із травмами хребта.

Екзоскелети поки не замінить інвалідні візки. Наприклад, вони надто повільні, щоб паралізована людина могла безпечно перейти дорогу. Однак ці структури були випробувані зовсім недавно, і вони можуть принести багато користі.

Крім можливості подолання бар'єрів та психологічного комфорту, скелет дає інваліду-візочнику шанс на активну реабілітацію. Вертикальне становище зміцнює серце, м'язи, кровообіг та роботу інших частин тіла, ослаблених щоденним сидінням.

Скелет із джойстиком

Компанія Berkeley Bionics, відома своїм проектом військового екзоскелета HULC, запропонувала п'ять років тому. екзоскелет для людей з обмеженими можливостями називається eLEGS (3). Це простий у використанні дизайн, розроблений для паралізованих людей. Він важить 20 кг і дає змогу ходити зі швидкістю до 3,2 км/год. на шість годин.

Пристрій був розроблений таким чином, щоб користувач, прикутий до інвалідного візка, міг лише за кілька хвилин надіти його та вирушити в дорогу. Їх надягають на одяг та взуття, застібають на липучки та пряжки на кшталт тих, що використовуються у рюкзаках.

Управління здійснюється за допомогою жестів, що інтерпретуються Польотний контролер екзоскелета. Ходьба здійснюється з використанням милиць, щоб допомогти вам зберегти рівновагу. ReWalk та аналогічні американські eLEGS відносно легкі. Потрібно визнати, що вони не забезпечують повної стійкості, звідси і згадана необхідність опори на милиці. Новозеландська компанія REX Bionics пішла іншим шляхом.

4. Rex Bionics University of Applied Sciences

Побудований нею REX важить цілих 38 кг, але дуже стійкий (4). Він може впоратися навіть із великим відхиленням від вертикалі та стоянням на одній нозі. Він також обробляється по-різному. Замість балансування тіла, користувач використовує невеликий джойстик. На розробку роботизованого екзоскелету, або скорочено REX, пішло понад чотири роки, і він був уперше продемонстрований 14 липня 2010 року.

Він заснований на ідеї екзоскелета і складається з пари роботизованих ніг, які дозволяють вставати, ходити, рухатися боком, повертатися, нахилятися і, нарешті, ходити. Ця пропозиція для людей, які щодня використовують традиційні продукти. інвалідна коляска.

Апарат отримав усі необхідні місцеві стандарти та створено з урахуванням пропозицій низки спеціалістів з реабілітації. Навчання ходьбі з роботизованими ногами триває два тижні. Виробник проводить навчання в REX Center в Окленді, Нова Зеландія.

Мозок входить у гру

Нещодавно інженер із Х'юстонського університету Хосе Контрерас-Відаль інтегрував мозковий інтерфейс BCI у новозеландський екзоскелет. Таким чином, REX замість палиці також може управлятися розумом користувача. І, звичайно, це не єдиний тип екзоскелета, який дозволяє йому «керуватися мозком».

Група корейських та німецьких вчених розробила чинний система управління екзоскелетом руху нижніх кінцівок за допомогою мозкового інтерфейсу на основі електроенцефалографічного пристрою та світлодіодів.

Інформація про це рішення — надзвичайно перспективне з погляду, наприклад, користувачів інвалідних візків — з'явилося кілька місяців тому у спеціалізованому журналі Journal of Neural Engineering.

Система дозволяє вам рухатися вперед, повертати вліво та вправо та зберігати стійкість на місці. Користувач надягає на голову типові «навушники» ЕЕГ та посилає відповідні імпульси, фокусуючись і дивлячись на масив із п'яти світлодіодів.

Кожен світлодіод блимає з певною частотою, і людина, яка використовує екзоскелет, фокусується на вибраному світлодіоді з певною частотою, що призводить до відповідного читання імпульсів мозку ЕЕГ.

Як легко здогадатися, ця система вимагає деякої підготовки, але, як запевняють розробники, вона ефективно вловлює потрібні імпульси з усього мозкового шуму. Зазвичай випробуваним потрібно близько п'яти хвилин, щоб навчитися ефективно керувати екзоскелетом, який рухає їх ногами.

Крім екзоскелетів.

Екзоскелети замість інвалідні візки - ця технологія до ладу не процвітала, а з'являються ще нові концепції. Якщо можна розумом керувати інертними механічними елементами екзоскелеттоді чому б не використовувати інтерфейс на зразок BCI для інертних м'язів паралізованої людини?

5. Паралізована людина ходить з ІМК без екзоскелета.

Це рішення було описано наприкінці вересня 2015 р. у журналі NeuroEngineering and Rehabilitation Фахівці з Каліфорнійського університету в Ірвайні на чолі з доктором Ан До оснастили 26-річного паралізованого протягом п'яти років пілотом ЕЕГ. на його голові та в електроди, які вловлюють електричні імпульси в м'язах, що оточують його знерухомлені коліна (5).

Перш ніж він зміг знову використати свої ноги після багатьох років нерухомості, йому, очевидно, довелося пройти звичайну підготовку для людей, які використовують інтерфейси BCI. Він навчався у віртуальній реальності. Йому також довелося зміцнити м'язи ніг, щоб витримати вагу свого тіла.

Йому вдалося пройти 3,66 метра з ходунками, завдяки чому він зберіг рівновагу та переніс частину ваги свого тіла. Як би дивно і парадоксально це не звучало - він знайшов контроль над своїми кінцівками!

За словами вчених, які проводили ці експерименти, ця техніка разом із механічною допомогою та протезуванням може повернути значну частину рухливості інвалідам і навіть паралізованим людям і дати більше психологічного задоволення, ніж екзоскелети. Так чи інакше, велике повстання з возів здається неминучим.