Магнитные датчики внутри мышц позволят управлять протезами конечностей
Американские ученые предложили отслеживать растяжение мышц с помощью магнитных датчиков, вживленных внутрь тела. В своем исследовании они показали, что система позволяет рассчитать длину мышцы менее чем за миллисекунды, а сами датчики биосовместимы и безопасны. В будущем технология позволит улучшить существующие системы управления протезами конечностей.
Используя простую систему из магнитов, исследователи из Массачусетского технологического института (США) изобрели новый способ отслеживания движений мышц. Они уже доказали эффективность технологии в экспериментах на животных и теперь планируют использовать этот метод, чтобы помочь людям с ампутациями более точно и естественно управлять протезами конечностей. Статья опубликована в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.
Современные протезы конечностей обычно контролируются с помощью электромиографии (ЭМГ). Электроды, прикрепленные к поверхности кожи или имплантированные в остаточную мышцу ампутированной конечности, измеряют сигналы от мышц и передают их протезу. Однако этот подход не учитывает никакой информации о длине или скорости сокращения мышц, которая могла бы сделать движения протеза точнее.
Уже несколько лет авторы статьи трудятся над новым способом измерений работы мышц. Их подход, получивший название «магнитомикрометрия», использует постоянные магнитные поля, окружающие небольшие шарики, имплантированные в мышцу.
Датчик размером с кредитную карту, прикрепленный к поверхности тела, отслеживает расстояния между двумя магнитами. Когда мышца сокращается, магниты сближаются, а когда расслабляется — отдаляются друг от друга.
Ранее ученые показали, что эту систему можно использовать для точного измерения небольших движений лодыжки. Теперь они поставили цель выяснить, может ли система выполнять точные измерения во время естественных движений вне лабораторных условий. Для этого исследователи создали полосу препятствий для индюков, в мышцы ног которых имплантировали датчики. Оказалось, во время прыжков, бега и других движений система рассчитывала длину мышц менее чем за миллисекунду.
После этого авторы протестировали биосовместимость имплантатов. Магниты не вызывали рубцевание тканей, воспаление или другие нежелательные побочные эффекты. Кроме того, операция не изменила походку индюков, так что, вероятно, датчики не провоцировали дискомфорт. Кроме того, магниты оставались стабильными в течение восьми месяцев, на протяжении всего исследования, и не мигрировали навстречу друг другу, если были имплантированы на расстоянии не менее трех сантиметров друг от друга.
Теперь ученые планируют получить одобрение для тестирования системы на людях с протезами конечностей. Они надеются задействовать датчик для управления протезами аналогично тому, как сейчас используется ЭМГ. Магнитные датчики, вживленные в сохранившиеся мышцы конечности будут передавать протезу информацию о степени растяжения мышцы и придавать ему желаемое положение.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Сотрудники факультета экономических наук НИУ ВШЭ показали, что точность прогноза рождаемости в России можно улучшить почти в полтора раза, если добавить в модель динамику поисковых запросов по темам, связанным с беременностью и родами. В наиболее эффективных моделях ошибка прогноза снижается с 4,6 до 3,2%.
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
Последние комментарии