Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26 октября
Александра Медведева
14
492

Магнитные датчики внутри мышц позволят управлять протезами конечностей

4.5

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.

© MIT

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
12 часов назад
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

3 декабря
Василий Парфенов

На «Заводе 42» компании Northrop Grumman в Палмдейле, штат Калифорния, прошла торжественная церемония выкатки новейшего стратегического бомбардировщика B-21 Raider. Малозаметный самолет должен в ближайшем будущем частично заменить устаревающий парк Rockwell B-1 Lancer и Northrop Grumman B-2 Spirit, и даже взять на себя ряд задач, которые выполняют совсем уж «старички» Boeing B-52 Stratofortress.

Сегодня, 09:22
Василий Парфенов

Аббревиатура ЖКХ хорошо знакома каждому россиянину. За ней скрывается целый спектр привычных образов. При этом цифровизация и применение искусственного интеллекта в этом контексте вспоминаются далеко не первыми. Сфера коммунальных услуг не чужда высоким технологиям, просто они не всегда заметны пользователю. Naked Science рассказывает, как искусственный интеллект, большие данные, нейросети и машинное обучение делают городскую инфраструктуру надежнее и эффективнее.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

2 декабря
Анна Новиковская

Найти лекарство от старости — заветная мечта человечества, но вполне может оказаться, что для мужчин и для женщин их придется разрабатывать по отдельности. Во всяком случае, один из самых многообещающих антивозрастных препаратов, рапамицин, по-разному воздействовал на самцов и самок дрозофил, продлив жизнь одним и не повлияв на других.

3 декабря
Василий Парфенов

На «Заводе 42» компании Northrop Grumman в Палмдейле, штат Калифорния, прошла торжественная церемония выкатки новейшего стратегического бомбардировщика B-21 Raider. Малозаметный самолет должен в ближайшем будущем частично заменить устаревающий парк Rockwell B-1 Lancer и Northrop Grumman B-2 Spirit, и даже взять на себя ряд задач, которые выполняют совсем уж «старички» Boeing B-52 Stratofortress.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

24 ноября
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

14 Комментариев

27.10.2022
-
0
+
лечить людей и делать бизнес в 99.99% случаев не одно и тоже
26.10.2022
-
0
+
Вопрос стоимости этой технологии вообще не затрагивается в статье. Насколько доступны по цене эти датчики (с учётом операции) для обычных людей с ограниченными возможностями? Только избранным?

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: