Cuộc nổi dậy vĩ đại - sự kết thúc của những chiếc xe lăn?

Những người chưa bao giờ sử dụng xe lăn có thể nghĩ rằng có rất ít sự khác biệt giữa nó và một bộ xương ngoài, hoặc thậm chí rằng xe lăn mang lại khả năng di chuyển, di chuyển nhanh hơn và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các chuyên gia và bản thân người khuyết tật nhấn mạnh rằng điều rất quan trọng đối với người bị liệt không chỉ là di chuyển xung quanh mà còn phải đứng dậy khỏi xe lăn và giữ tư thế đứng thẳng.

Ngày 12 tháng 2014 năm 17, ngay trước XNUMX giờ chiều theo giờ địa phương tại Arena Corinthians ở São Paulo, cầu thủ trẻ người Brazil thay vì xe lănnơi anh ấy thường đi bộ, anh ấy vào sân bằng đôi chân của mình và thực hiện đường chuyền đầu tiên ở World Cup. Anh ta đang đeo một bộ xương ngoài điều khiển bằng tâm trí (1). 

1. Quả bóng đầu tiên tại World Cup ở Brazil

Cấu trúc được trình bày là kết quả của nhiều năm làm việc của một nhóm các nhà khoa học quốc tế tập trung vào dự án Go Again. Cô đơn bộ xương ngoài Sản xuất tại Pháp. Công trình được điều phối bởi Gordon Cheng thuộc Đại học Kỹ thuật Munich, và công nghệ đọc sóng não được phát triển chủ yếu ở Hoa Kỳ, tại cùng một địa điểm tại Đại học Duke.

Đây là bài thuyết trình đại chúng đầu tiên về điều khiển tâm trí trong các thiết bị cơ khí. Trước đó, các bộ xương ngoài đã được giới thiệu tại các hội nghị hoặc được quay trong các phòng thí nghiệm, và các bản ghi âm thường được tìm thấy trên Internet.

bộ xương ngoài được xây dựng bởi Tiến sĩ Miguel Nicolelis và một nhóm 156 nhà khoa học. Tên chính thức của nó là BRA-Santos-Dumont, theo tên của Albert Santos-Dumont, một nhà tiên phong người Brazil. Ngoài ra, nhờ phản hồi, bệnh nhân phải “cảm nhận” được những gì mình đang làm thông qua hệ thống cảm biến điện tử đặt trong thiết bị.

Đi vào lịch sử bằng chính đôi chân của bạn

Câu chuyện của Claire Lomas (32) 2 tuổi cho thấy điều đó bộ xương ngoài nó có thể mở ra cho người khuyết tật một cuộc sống mới. Năm 2012, một cô gái người Anh, bị liệt từ thắt lưng trở xuống, đã trở nên nổi tiếng sau khi hoàn thành cuộc thi Marathon ở London. Cô ấy đã mất mười bảy ngày, nhưng cô ấy đã làm được! Kỳ tích có được nhờ bộ xương người Israel ReWalk.

2. Claire Lomas đeo bộ xương ngoài ReWalk

Thành tựu của bà Claire được mệnh danh là một trong những sự kiện công nghệ vĩ đại nhất năm 2012. Năm sau, cô bắt đầu một cuộc đua mới với những điểm yếu của mình. Lần này, cô quyết định đạp xe 400 dặm hoặc hơn 600 km trên một chiếc xe đạp điều khiển bằng tay.

Trên đường đi, cô cố gắng đi thăm nhiều thành phố nhất có thể. Trong thời gian nghỉ việc, cô đã thành lập ReWalk và đến thăm các trường học cũng như các tổ chức khác nhau, nói về bản thân và gây quỹ để giúp đỡ những người bị chấn thương cột sống.

Bộ xương ngoài cho đến khi thay thế xe lăn. Ví dụ, chúng quá chậm để một người bị liệt có thể sang đường an toàn. Tuy nhiên, những cấu trúc này chỉ mới được thử nghiệm gần đây và chúng đã có thể mang lại nhiều lợi ích.

Ngoài khả năng vượt qua rào cản và tâm lý thoải mái, khung xương mang lại cho người ngồi xe lăn cơ hội phục hồi tích cực. Tư thế thẳng lưng giúp tăng cường sức mạnh cho tim, cơ bắp, tuần hoàn và các bộ phận khác của cơ thể bị suy yếu do ngồi hàng ngày.

Bộ xương với cần điều khiển

Berkeley Bionics, được biết đến với dự án bộ xương ngoài quân sự HULC, được đề xuất cách đây XNUMX năm bộ xương ngoài cho người khuyết tật được gọi là - eLEGS (3). Nó là một thiết kế dễ sử dụng được thiết kế cho những người bị liệt. Nó nặng 20 kg và cho phép bạn đi bộ với tốc độ lên tới 3,2 km/h. cho sáu giờ.

Thiết bị này đã được thiết kế để người sử dụng xe lăn có thể đeo nó vào và có thể di chuyển chỉ trong vài phút. Chúng được mặc trên quần áo và giày dép, được buộc chặt bằng Velcro và khóa, tương tự như những thứ được sử dụng trong ba lô.

Quản lý được thực hiện bằng cách sử dụng các cử chỉ được diễn giải Bộ điều khiển chuyến bay của bộ xương ngoài. Đi bộ được thực hiện bằng cách sử dụng nạng để giúp bạn giữ thăng bằng. ReWalk và các eLEGS tương tự của Mỹ tương đối nhẹ. Phải thừa nhận rằng chúng không mang lại sự ổn định hoàn toàn, do đó cần đề cập đến việc dựa vào nạng. Công ty REX Bionics của New Zealand đã đi một con đường khác.

4. Bộ xương ngoài Rex Bionics

Chiếc REX mà cô ấy chế tạo nặng tới 38kg nhưng rất ổn định (4). Anh ta có thể đối phó với độ lệch lớn so với phương thẳng đứng và đứng bằng một chân. Nó cũng được xử lý khác nhau. Thay vì cân bằng cơ thể, người dùng sử dụng một cần điều khiển nhỏ. Bộ xương ngoài robot, gọi tắt là REX, đã mất hơn 14 năm để phát triển và lần đầu tiên được trình diễn vào ngày 2010 tháng XNUMX năm XNUMX.

Nó dựa trên ý tưởng về một bộ xương ngoài và bao gồm một đôi chân robot cho phép bạn đứng lên, đi lại, di chuyển sang ngang, xoay người, nghiêng người và cuối cùng là bước đi. Ưu đãi này dành cho những người sử dụng các sản phẩm truyền thống hàng ngày. xe lăn.

Thiết bị đã nhận được tất cả các tiêu chuẩn địa phương cần thiết và được tạo ra có tính đến các đề xuất của một số chuyên gia phục hồi chức năng. Học cách đi bằng chân robot mất hai tuần. Nhà sản xuất cung cấp đào tạo tại Trung tâm REX ở Auckland, New Zealand.

Bộ não phát huy tác dụng

Gần đây, kỹ sư José Contreras-Vidal của Đại học Houston đã tích hợp giao diện não BCI vào một bộ xương ngoài của New Zealand. Vì vậy, thay vì một cây gậy, REX cũng có thể được điều khiển bởi tâm trí của người dùng. Và, tất nhiên, đây không phải là loại xương ngoài duy nhất cho phép nó được "điều khiển bởi bộ não".

Một nhóm các nhà khoa học Hàn Quốc và Đức đã phát triển hệ thống kiểm soát bộ xương ngoài cử động chi dưới sử dụng giao diện não dựa trên thiết bị điện não và đèn LED.

Thông tin về giải pháp này - vô cùng hứa hẹn từ quan điểm, ví dụ như những người sử dụng xe lăn - đã xuất hiện vài tháng trước trên tạp chí chuyên ngành "Journal of Neural Engineering".

Hệ thống cho phép bạn di chuyển về phía trước, rẽ trái và phải và giữ ổn định tại chỗ. Người dùng đặt "tai nghe" EEG điển hình trên đầu và gửi các xung thích hợp trong khi lấy nét và nhìn vào một dãy năm đèn LED.

Mỗi đèn LED nhấp nháy ở một tần số cụ thể và người sử dụng bộ xương ngoài tập trung vào đèn LED đã chọn ở một tần số cụ thể, dẫn đến kết quả đọc điện não đồ tương ứng của các xung não.

Như bạn có thể đoán, hệ thống này yêu cầu một số chuẩn bị, nhưng, như các nhà phát triển đảm bảo, nó nắm bắt một cách hiệu quả các xung động cần thiết từ tất cả các tiếng ồn của não. Các đối tượng thử nghiệm thường mất khoảng năm phút để học cách kiểm soát hiệu quả bộ xương ngoài di chuyển chân của họ.

Ngoại trừ bộ xương ngoài.

Bộ xương ngoài thay thế xe lăn - công nghệ này không thực sự phát triển và thậm chí nhiều khái niệm mới đang xuất hiện. Nếu có thể kiểm soát các yếu tố cơ học trơ bằng tâm trí bộ xương ngoàivậy tại sao không sử dụng một giao diện như BCI cho các cơ trơ của một người bị liệt?

5. Một người bị liệt đi lại với BCI mà không có xương ngoài.

Giải pháp này đã được mô tả vào cuối tháng 2015 năm 26 trên tạp chí NeuroEngineering and Refining Specialists từ Đại học California tại Irvine, do Tiến sĩ An Đỗ đứng đầu, đã trang bị cho một người đàn ông 5 tuổi bị liệt trong XNUMX năm với một phi công điện não đồ. trên đầu và vào các điện cực thu nhận các xung điện trong các cơ xung quanh đầu gối bất động của anh ta (XNUMX).

Trước khi có thể sử dụng lại đôi chân của mình sau nhiều năm bất động, anh ấy rõ ràng đã phải trải qua khóa huấn luyện thông thường dành cho những người sử dụng giao diện BCI. Anh ấy đã nghiên cứu về thực tế ảo. Anh cũng phải tăng cường cơ chân để chống đỡ sức nặng của cơ thể.

Anh ấy đã đi được 3,66 mét bằng khung tập đi, nhờ đó anh ấy giữ được thăng bằng và chuyển một phần trọng lượng cơ thể. Nghe có vẻ đáng ngạc nhiên và nghịch lý, anh ta đã kiểm soát được tay chân của mình!

Theo các nhà khoa học đã tiến hành các thí nghiệm này, kỹ thuật này cùng với sự hỗ trợ cơ học và các bộ phận giả, có thể trả lại một phần đáng kể khả năng vận động cho người tàn tật và thậm chí là người bị liệt và mang lại sự hài lòng về tâm lý hơn so với bộ xương ngoài. Dù bằng cách nào, một cuộc nổi dậy của toa xe lớn dường như sắp xảy ra.