VIDEO: Implantirani magnetski senzori za savršenu protetiku
- Objavljeno u Znanost
Znanstvenici MIT-a razvili su novi senzorski sustav sa sićušnim magnetskim patchevima koji se implantiraju direktno na mišiće korisnika i omogućuju upravljanje bioničkim rukama i nogama na potpuno prirodan način kako kod korištenja pravih udova.
U konvencionalnim bioničkim sustavima, elektrode se implantiraju u mišiće patrljka ruku/nogu ili se lijepe za kožu i nastoje prepoznavati električne signale mišića dok korisnik pokušava izvesti određene radnje. Na temelju tih signala, proteza se pokreće, dopuštajući korisniku da izvrši željeni zadatak.
Ta tehnologija poznata kao elektromiografija (EMG) prema riječima prof. Hugha Herra s MIT -a, nije idealno rješenje. "Kad koristite kontrolu temeljenu na EMG-u, gledate posredni signal. Vidite što mozak govori mišiću da učini, ali ne i ono što mišić zapravo radi."
Herr je u suradnji s postdoktorandom Cameronom Taylorom i drugim kolegama razvio alternativni sustav koji nazivaju magnetomikrometrijom. To uključuje implantaciju dviju malih magnetskih pločica u svaki od mišića patrljka, a zatim se pomoću senzora koji se nalaze izvan patrljka prati kako se mijenja udaljenost između dva magneta u svakom mišiću. Na taj način moguće je trenutno otkriti koliko se svaki mišić rasteže ili skuplja i kojom brzinom, tako da se proteza može vrlo brzo aktivirati kako bi reagirala, kao što možete vidjeti u ovom videu.
U laboratorijskim testovima magnetske pločice širine 3 mm implantirane su u mišiće purana. Kad su znanstvenici ručno pomicali zglobove gležnja ptica, vanjski magnetski senzori mogli su otkriti i precizno izmjeriti povezane pokrete mišića u roku od samo tri milisekunde.
"Pomoću magnetomikrometrije izravno mjerimo duljinu i brzinu mišića", kaže Herr. "Matematičkim modeliranjem cijelog ekstremiteta možemo izračunati ciljne položaje i brzine protetskih zglobova kojima treba upravljati, a zatim njima može upravljati jednostavan robotski kontroler."
Herr se nada da bi se kliničke studije ljudima mogle provesti u roku od nekoliko godina i vjeruje da će tehnologija naći i primjenu u vraćanju mobilnosti osobama s ozljedama leđne moždine, te u kontroli robotskih egzoskeleta.
Čitav znanstveni rad objavljen u časopisu Science Robotics možete pronaći na ovoj poveznici.