Помните бионическую руку, которую мы видели у Роберта Дауни-младшего в фильме Marvel «Железный человек»? Конечно, это выглядело захватывающе и увлекательно, но в реальном мире для людей, потерявших конечности, это не так увлекательно, как в фильме. Однако нельзя отрицать, что бионические технологии изменили ситуацию, и люди вздохнули с облегчением. Теперь есть бионические глаза, которые помогают восстановить зрение, и протезы конечностей, которые позволяют человеку двигаться, экзоскелеты , которые помогают людям с травмами спинного мозга ходить, и многое другое. С искусственными конечностями они могут с легкостью выполнять свои повседневные задачи и ни от кого не зависеть.

От миоэлектрически управляемых протезов до технологии на основе сокетов, в области бионики произошел огромный прогресс. Некоторые из вас могут задаться вопросом, насколько далеко мы продвинулись сегодня в области бионики и какие технологические достижения имели место. Здесь мы попытаемся ответить на то же самое с некоторыми фактами о последних достижениях, компаниях, которые работают над созданием бионики, и чего мы можем ожидать в будущем.

Размер рынка бионики и последние достижения

С изменением времени развивается и мир бионики! Технологии робототехники и машинного обучения развиваются с пугающей скоростью, и проводится много исследований, чтобы сделать бионику более продвинутой. Врачи, инженеры и студенты по всему миру стремятся разработать более эффективные искусственные конечности в стремлении помочь людям с ампутированными конечностями получить ощущение прикосновения с помощью тактильных датчиков обратной связи и с легкостью выполнять различные задачи.

Прогнозируется, что объем мирового рынка медицинской бионики достигнет 23 660 млн долларов США к 2026 году по сравнению с 16 940 млн долларов США в 2020 году при среднегодовом темпе роста 5,7% в период 2021–2026 годов. Доступные сегодня бионические руки оснащены передовыми алгоритмами распознавания образов для индивидуального управления пальцами и функциональными захватами. Advanced Bionics, Mobiusbionics, Edwards Lifesciences, Ekso Bionics, LifeNet Health, Retina Implant, Orthofix International, William Demant, SECOND SIGHT — вот некоторые из основных ключевых игроков в медицинской бионике, которые оставили след в истории своими инновационными технологиями.

1. 3D-печатная рука Hero Arm от Open Bionics с несколькими датчиками улавливает движения мышц. Это легкий и доступный миоэлектрический протез, который позволяет пользователям хватать, щипать, давать пять, стукать кулаками и показывать большой палец вверх. Этот протез прочный, а инновационный разъем удобен, легко регулируется и дышит.  

2. Рука Ottobock bebionic предлагает 14 схем захвата и имеет грузоподъемность 45 кг. Благодаря таким функциям, как схемы захвата и система управления, вращение большого пальца, пропорциональное управление скоростью, автоматический захват и многое другое, эта бионическая рука — настоящее блаженство для пользователей, поскольку она позволяет им с легкостью выполнять различные функции.  

3. Бионическая нога Университета Юты — это протезная бионическая нога с искусственным интеллектом, которая позволяет пользователям передвигаться естественным образом, подниматься по лестнице, вставать со стула и многое другое. Это протез с электроприводом, который легче, но прочнее биологической ноги. Он все еще находится на стадии разработки, но, безусловно, является многообещающим.

4. BioDapt Moto Knee — прочный и высокорегулируемый протез нижней конечности, используемый для занятий экстремальными видами спорта и других подобных занятий.

5. Продвинутая бионическая рука PSYONIC может выполнять различные управляющие действия. Машинное обучение позволяет руке имитировать движения пользователя. Есть датчики давления, которые могут передавать тактильные ощущения. Более того, совместимый четырехзвенный механизм связи делает пальцы этой протезной руки более ударопрочными.

Говоря о нейронной бионике, несколько лет назад врачи имплантировали чип в мозг г-на Яна Беркхарта, который попал в аварию и сломал шею на песчаном полу, навсегда потеряв чувствительность в руках и ногах. Исследователи подключили к его руке рукав с электродами, который передавал электронные сигналы с компьютера, подключенного к чипу, имплантированному в его мозг, тем самым контролируя движение руки. Чип помог ему восстановить чувствительность в руке.

Помимо этого, компания Илона Маска Neuralink работает над нейронными имплантатами, которые позволят пользователям управлять компьютером или мобильным устройством с помощью мозга.

Модульный протез конечности (MPL), разработанный Лабораторией прикладной физики Джонса Хопкинса, считается одним из самых крутых и продвинутых протезов рук, когда-либо созданных. Рука напрямую присоединяется к устройству, которое встроено в кость человека, и ею можно управлять по беспроводной связи с помощью электрических сигналов, генерируемых сокращениями мышц, которые улавливаются двумя маленькими устройствами, прикрепленными к телу человека. Ее можно разделить на разные части и использовать по отдельности. После тщательной нейрохирургии люди также могут чувствовать то, к чему они прикасаются. AMI (Агонист-Антиагонист Мионевральный Интерфейс) — это технология, которая присоединяется к мышцам тела и образует связь. Она позволяет человеку легко управлять бионической конечностью.

Поговорив с г-ном Вивеком Ганти, заместителем управляющего компании Makers Hive, мы получили некоторое представление о том, каков настоящий и будущий сценарий бионики и недавние достижения, которые имели место. Мы также спросили его об их бионической руке «Made-in-India», KalArm. Вот что он сказал:

Бионические руки теперь оснащены передовыми алгоритмами распознавания образов для индивидуального управления пальцами, чтобы достичь широкого спектра функциональных захватов, таких как мощность, точность закрытия, адаптивность, штатив и т. д. 3D-печатные бионические руки являются одним из последних достижений в бионической отрасли. Они становятся очень популярными в наши дни из-за их легкости, прочности, футуристического вида и экономической эффективности.

В этой отрасли проводится много исследований, чтобы вернуть пользователю ощущение прикосновения с помощью тактильных датчиков обратной связи. С помощью этой технологии пользователь может чувствовать характеристики объекта, к которому он/она прикасается, насколько сильно он/она нажимает на него, понимать текстуру, жесткость и различные аспекты объекта, что является важным шагом к имитации биологической руки.

KalArm — первая бионическая рука Индии. Это одна из самых передовых бионических рук в мире и при этом самая доступная. Она стоит в десять раз дешевле западных аналогов, при этом предоставляя такие удивительные функции, как 18 предопределенных захватов, 6 настраиваемых захватов, 8 килограмм грузоподъемности, монитор производительности, подключение к мобильному приложению, обновления прошивки по воздуху, возможность добавления настраиваемых панелей и многое другое.

Каково будущее бионического протезирования?

Если вы фанат игр, то вы наверняка знаете об игре Cyberpunk 2077, выпущенной в декабре 2020 года. Действие игры происходит в недалеком будущем, где технологии достигли такой степени, что люди могут модифицировать свои тела различными способами. Это фантастическая игра, которая дает нам представление о том, что готовит нам будущее бионики.

Как вы думаете, Cyberpunk 2077 станет будущим бионики? Подводя итог, я бы сказал, что бионика определенно переопределяет будущее протезирования. Достижения в области бионики могут позволить пользователям интегрировать дополнительный скелет в свои тела. Достижение следующего рубежа, интеграция систем с телом для улучшения сенсорной обратной связи, потребует опыта инженеров-электриков. Пока мы не увидим больше, мы можем немного дать волю своему воображению!

5 просмотров