В Перми разработали прототип бионической руки человека
Бионическое протезирование позволяет почти полностью восстановить функциональность человека после потери конечности. Благодаря максимальному подстраиванию устройства под пользователя, оно дает возможность полноценно реабилитироваться и справляться с задачами, которые были бы недоступны при ношении обычных протезов. Но из-за дороговизны их серийного производства бионическими протезами обеспечено очень малое количество инвалидов. Студент Пермского Политеха разрабатывает бионический протез руки человека с помощью технологии 3D-печати. Уже готов прототип изделия, способный выполнять сжимающие движения и имитировать тактильные ощущения.
Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Люди, потерявшие конечность, могут заменить ее или косметическим протезом, который лишь имитирует внешнюю оболочку, или механическим, который имеет минимальный функционал и контролируется усилиями самого человека.
В отличие от них, бионические протезы управляются электроникой и биотоками человека. С помощью сигнала, который возникает от сокращения мышц, информация передается на микропроцессор, в результате чего протез выполняет определенный жест или хват. Их разработкой в мире занимается лишь несколько зарубежных и российских компаний. Активное внедрение таких устройств в широкие массы ограниченно из-за высокой трудоемкости и стоимости материалов и производства.
Благодаря аддитивным технологиям возможно воссоздать изделие любой сложности за короткое время и за значительно меньшую стоимость. 3D-печать заключается в послойном наплавлении металла или полимера друг на друга по разработанной заранее модели. Сейчас такая технология широко распространена в машиностроении и других отраслях промышленности, однако в сфере протезирования она показала себя сравнительно недавно.
Студент Пермского Политеха занимается разработкой бионического протеза руки с использованием программно-аппаратной платформы и 3D-принтера. Готовый прототип напечатан из пластика и содержит светоприводы, которые приводят пальцы руки в движение, кнопки и браслет с вибромотором для имитации тактильных ощущений, а еще датчики электромиографии, определяющие электрические импульсы от сокращения мышц.
Платформа Arduino позволяет создавать различные электронные устройства в сфере робототехники и автоматизации. В ее основе лежит микроконтроллер — миниатюрный компьютер с собственным процессором, памятью и периферией, который управляет всеми действиями устройства, получая данные от датчиков. По словам разработчика, такая платформа выбрана из-за ее распространенности, доступности комплектующих, а также разнообразия программного обеспечения.
«С датчиков электромиограммы, находящихся в отдельном кейсе, тянутся провода с электродами, которые закрепляются на руку человека. После обработки полученных импульсов микроконтроллер запускает сервоприводы, которые приводят в движение пальцы протеза. А установленные в них кнопки при нажатии запускают вибрацию в браслете, тем самым сигнализируя о прикосновении к предмету. Также в кейсе установлена кнопка для переключения режима работы протеза: первый приводит в движение всю кисть, второй запускает только указательный и большой пальцы», — объясняет Андрей Сырвачев, студент кафедры «Информационные технологии и автоматизированные системы» ПНИПУ.
«Разработанный прототип соответствует поставленным задачам: частично восполняет функции кисти человека и имитирует тактильные ощущения. Дальнейшая доработка протеза и его реализация в качестве готового продукта представляет несомненный интерес не только в плане создания и внедрения бионических технологий, но и развития возможностей 3D-печати», — поделилась Елена Кротова, доцент кафедры «Высшая математика» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
«В дальнейшем хотелось бы усовершенствовать корпус протеза, сделать его конструкцию более эргономичной. Также заменить датчики электромиографии на нейроинтерфейс, чтобы принимать более точные сигналы с напрямую с мозга. Финальную версию протеза я вижу как полностью готовый к применению после производства, легкий и автономный продукт, который улучшит жизнь многих людей», — рассказывает Андрей Сырвачев.
Работа студента Пермского Политеха показывает большой потенциал для роста отечественного протезирования. Простая и доступная технология создания функциональных протезов позволит людям с ограниченными возможностями вернуться к полноценной жизни, в том числе на рабочие места.
Telegram 
Дзен 
VK Во время эксперимента с новорожденными исследователи заметили, что мозг детей способен сопоставлять количество объектов в разных «каналах» восприятия. Он реагировал по-разному на информацию о количестве, которая подавалась через слух и изображения. Это говорит о том, что человек уже рождается с базовой системой «обработки численности», то есть мозг может оценивать количество элементов еще до того, как ребенок начинает говорить или осваивать счет.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно