Бионические люди. Бионические руки: история, будущее и реальность. Бионические руки и ноги

Глубокие ранения, ожоги по всему телу, смертельная доза радиации — для героев научной фантастики всё это не поводы прощаться с жизнью. Считается, что медицина будущего будет способна вернуть к жизни даже безнадёжного больного или раненого человека путём пересадки искусственных органов вместо поражённых.

"Искусственные части тела, органы и конечности, которые поразительно близки к природным, были предоставлены нашей команде робототехников 17 производителями из самых разных стран мира", — рассказывает управляющий директор компании Ричард Уокер (Richard Walker), который стал руководителем революционного проекта. — Наша разработка призвана показать, как далеко зашла медицина и биология".

Новый робот выполняет от 60 до 70% функций человеческого организма. Его рост составляет 185 сантиметров, и он может сидеть, стоять и ходить при помощи шагающего аппарата Rex , который обычно используется для обеспечения движения людям с тяжёлыми травмами позвоночника.

Бионический человек также оснащён искусственным сердцем, которое с помощью электронного насоса перекачивает искусственную кровь и обеспечивает транспорт кислорода. Почки-имплантаты выполняют функцию диализа .

Правда, многие из систем "организма" робота пока ещё сложно совместить с настоящими биологическими тканями. К примеру, почки пока ещё являются прототипом. Многие органы, к сожалению, и вовсе отсутствуют: у бионического человека нет пищеварительной системы, печени, кожи и, конечно же, мозга.

Прообразом "киборга" является Бертольд Майер (Bertolt Meyer), 36-летний социальный психолог из университета Цюриха, который родился без левой руки и носит бионический протез. Так, лицо нового робота было создано по 3D-сканам лица Майера.

"Мы хотели продемонстрировать, что современные технологии способны обеспечить людям, лишённым некоторых частей тела, ", — говорит Майер. Впрочем, психолог даже признался, что когда он впервые увидел бионического человека, то испытал в некотором роде отвращение. Ещё бы, довольно странно увидеть робота с лицом, которое ежедневно разглядываешь в зеркале. Странные ощущения у Майера улетучились только тогда, когда разработчики облачили робота в модную одежду из британского универмага Harrods .

Стоимость бионического человека намного ниже, чем предполагали научные фантасты − $1 миллион. Впрочем, все искусственные органы и конечности были переданы компаниями-разработчиками в дар Shadow Robot Co.

Первая презентация нового робота состоялась на знаменитом Нью-Йоркском фестивале Comic Con в пятницу 11 октября 2013 года.

Его зовут Рекс. Он почти человек…

«Бионический человек» – это «человек», целиком состоящий из протезов. Это вам не единственная деревянная нога одноногого пирата. Весь «человек» целиком!

Протезы привезли самолетами из разных стран мира. Это лучшие современные протезы, созданные при помощи самых передовых технологий в области протезирования во всем мире. Из этих протезов, словно из деталей детского конструктора, собрали… почти человека? Или, всё-таки, робота?

Вот если у обычного человека протезированы все конечности и, например, сердце, он продолжает считаться человеком. А если протезировано всё? Это творение инженеров, врачей и психологов назвали «бионическим человеком». И дали имя Рекс. Возможно, для того, чтобы подчеркнуть его близость к человеку. Все-таки, собака намного ближе и дружелюбнее к человеку, чем робот.

Кстати, о дружелюбии. Рекс создан вовсе не для того, чтобы вызывать религиозные, философские или этические дискуссии. Рекс – это пример действенной доброжелательной помощи человеку. В груди Рекса бьется электрическое сердце на батарейке. Оно качает синтетическую кровь по синтетическим сосудам. Такой сердечный протез спас жизни многих людей. И протезы сосудов тоже…

У Рекса одна почка. Трудно даже сказать, скольким людям на Земле спасло жизнь это инженерное изделие.

У Рекса глаза с очками, способными превращать изображение в оцифрованный сигнал и полностью моделировать человеческое зрение. Благодаря этому тысячи человек на планете смогут увидеть свет.

По данным некоторых источников, у Рекса есть поджелудочная железа, селезенка, трахея. А значит, сотни и тысячи человек получат шанс на жизнь.

У Рекса искусственные конечности, суставы и, так называемый, экзоскелет – внешний каркас, моделирующий биомеханические функции человека. Экзоскелет возвращает способность двигаться людям, которые перенесли травмы или заболевания и парализованы. Парализованный человек надевает экзоскелет с электроприводами и получает возможность ходить, двигать руками. Если конечности ампутированы, экзоскелет дополняется протезами, и человек может жить и даже работать. А если удалены внутренние органы, они тоже заменяются протезами. А дальше… дальше Рекс. У него пока нет легких, и желудка. Проблема ведь не в только в том, чтобы создать модель естественных органов человека, а чтобы это было полностью работоспособное надежное изделие, адекватно выполняющее свои функции.

Рекс может видеть, слышать, говорить. По некоторым данным, благодаря искусственному интеллекту, он может отвечать на несложные вопросы. Но всё это сделано не на забаву зрителю. Рекс – эталонный, в смысле технического совершенства, проект, устанавливающий высочайшие стандарты в современном протезировании и показывающий их людям. И этот проект обошелся создателям в $1 млн. Всего в $1 млн! Давайте сравним эту сумму с ежегодными вложениями в войны и наркотики! После этого все религиозные и этические заявления о недопустимости моделирования человека или его органов покажутся бредом безумцев. Люди живут в мире, где существуют войны и наркотрафик, и если крошечная часть денег пойдет не на смерть, а на жизнь – это хорошо!

В мире существует несколько компаний, занимающихся бионическими конечностями и экзоскелетами. Это Argo Medical Technologies Ltd. в Израиле, Honda Motors в Японии, несколько компаний в США и, конечно, Rex Bionics в Новой Зеландии. Компания Rex Bionics была создана примерно 8 лет назад двумя друзьями-энтузиастами, матери которых были прикованы к инвалидным креслам. В результате их душевного порыва, технического творчества и вложенных личных денег, больные и травмированные люди получили возможность вести более полноценную жизнь. Одна из историй описана .

Двухметровый андроид Рекс был выставлен в лондонском Музее Науки. А с 7 февраля Рекса могут увидеть не только специалисты-ученые, но и обычные посетители выставки. Вдохновителем проекта является ученый Цюрихского университета социальный психолог из Швейцарии Бертольд Майер. По злой иронии судьбы, Майер родился с врожденным уродством – без левой руки. Недавно 35-летнему Майеру сделали и установили бионический протез руки, и теперь ученый может брать предметы и даже совершать сложные вращательные движения кистью. Не случайно искусственное лицо Рекса – точная копия с лица самого Майера, и на фотографиях это смотрится впечатляюще.

Бертольд Майер положительно оценивает научный результат этого проекта. Ведь благодаря этому, тысячи человек смогут более полноценно жить и творить, как и сам Майер. Этические проблемы могут начаться, если искусственные человеческие органы превзойдут по своим характеристикам естественные, и тогда люди смогут захотеть заменять «детали» своих здоровых тел на более совершенные. Например, для создания более эффективной армии из таких людей.

Составители Игорь и Лариса Ширяевы.

По материалам Источников: , ,

Потеря любой конечности или любого органа для человека - это большая проблема. В некоторых случаях с ней приходится мириться, но иногда современные средства протезирования способны сделать из человека «с ограниченными возможностями» человека с «дополненными возможностями», как выражаются представители некоторых компаний этой отрасли.

В этой статье мы поговорим о протезировании рук. Здесь мы не затронем тему зубов, глаз, ушей, лица, внутренних органов человека и даже ног. И начнём со Средневековья, когда одним из самых эффективных способов борьбы с инфекциями была ампутация. Тему продолжат устройства викторианской эпохи и современные бионические протезы, а в конце мы обсудим будущее этого направления.

Стальные руки рыцарей

Этот протез руки, выполненный из стали, датируется XVI веком. В нём есть сдвоенные пальцы и большой палец, которые могут принимать определённые позиции. Управление происходило с помощью кнопки на тыльной части ладони. Это устройство - один из трёх протезов шевалье Götz von Berlichingen . Приспособление позволяло брать в руки предметы и, возможно, даже писать пером.

В 2014 году Dennis Aabo Sørensen, потерявший руку из-за неосторожного обращения с пиротехническими «игрушками», вызывался добровольцем для испытаний протеза с обратной связью. Электроды протеза . Сила сигнала просчитывается компьютером, и Деннис стал ощущать размер, форму и текстуру объекта.

Бионические протезы в России

На российском рынке фактически нет игроков, которые ввели в коммерческое использование бионические протезы рук. Разработку ведёт стартап «Моторика», известный внедрением в федеральную программу обеспечения инвалидов техническими средствами реабилитации тяговых протезов для детей - благодаря этой компании дети получают за счёт государства. В этом видео - испытания четвёртого прототипа искусственной кисти Stradivary, которую команда планирует начать производить и устанавливать в России в октябре-ноябре 2016 года.

Протез Stradivary - миоэлектрический. Для его установки не требуется хирургическое вмешательство. Поверхностные миодатчики встраиваются в приёмную гильзу, касаются определённых мест на коже в районе мышц, улавливают потенциал при сокращении мышцы и передают сигнал на раскрытие или закрытие кисти.

Основная проблема, с которой встречаются при установке этого вида протезов, это слабо развитые мышцы предплечья. Чтобы избежать этой проблемы, «Моторика» и тяговые механические протезы детям - такие протезы не только помогают выполнять различные функции руки, но и служат тренажёром.

По мнению Ильи Чеха, основателя «Моторики», сейчас есть два направления развития бионических протезов.

Первое - это очувствление, то есть обратная связь, позволяющая владельцу протеза получать информацию о качествах объекта, к которому он прикасается устройством.

Второе - вживление всех элементов, включая каркас и датчик. Одна из проблем с протезом Джеймса Янг, получившего руку, похожую на руку из Metal Gear Solid, это необходимость снимать такой протез для сна или принятия душа. В будущем протезы будут скорее напоминать руку главного героя фильма «Я, робот», сыгранного Уиллом Смитом. Не в плане соответствия собственной конечности, а в плане отсутствия необходимости дополнительного ухода.

Сейчас в мире очень популярно недорогое печатное направление в протезировании. К этому привели доступность и распространение 3D-принтеров. Существуют различные проекты, помогающие бесплатно получить тяговые протезы, и схемы, с помощью которых можно доработать и распечатать миоэлектрический протез руки. Илья Чех считает это направление временным: оно будет популярно предстоящие 10-12 лет, пока будут развиваться и масштабироваться вживляемые технологии. 3D-печать сейчас предлагает более низкую стоимость, но существенно проигрывает в качестве. И лучшее качество по сравнению с традиционными технологиями оно скорее всего не даст никогда. Всегда будет дешевле и качественнее отрезать на лазере из листового металла, чем печатать полимерами с помощью принтера. По крайней мере так будет, если мыслить в существующей парадигме развития печати, и не фантазировать на предмет молекулярного построения объектов. Печать создана для максимального сокращения сроков и стоимости прототипирования и R&D.

Каким вы видите будущее протезирования руки человека? Какие способы установки и управления кажутся вам наиболее востребованными через 20-30 лет?

никогда бы не поверил, если бы ему сказали, что настанет время, когда он не сможет даже завязать себе шнурки на ботинках. И если бы только шнурки!

Потеряв 5 лет назад обе руки во время несчастного случая при ударе электрическим током, рабочий из города Дэйтон в штате Теннесcи превратился в беспомощного инвалида. И оставался бы им до сих пор, если бы ему не помогло… одно из подразделений Пентагона.

Входящее в состав Министерства обороны США Управление перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ (DARPA), когда-то придумавшее Всемирную сеть Интернет, в числе других важных дел занимается сейчас проектированием сложных протезов рук, позволяющих их обладателям хотя бы отчасти восстановить свои прежние способности. Первый из них, 59-летний Джесси Салливан, получил недавно экспериментальный образец управляемой… мыслью механической конечности.

“Бионический человек”, как называют его доктора из Реабилитационного института Чикаго (RIC) - одного из партнеров DARPA, представляет собой живое чудо, созданное на основе самых современных высоких технологий. Врачи “заново провели в нем провода”, поместив разорванные нервы руки в мышцы груди. Теперь его мозг “чувствует” отсутствующую конечность и выдает нужные команды ее механическому дублеру.

Правда, чтобы как следует освоить протез, потребовалось время. Пациент должен был как следует прочувствовать и запомнить, как передавать мысленные приказы исполнительным органам протеза. “Зато сейчас, - говорит он, - я поднимаю мою фантомную руку точно так же, как это делаете вы”.

Лабораторный образец протеза, который Джесси испытал в RIC, позволяет ему делать 6 различных движений. Например, взять бутылку и выпить из нее.

Заменить потерянные руки и кисти намного труднее, чем ноги и ступни. В то время как наши запястья и руки обладают более чем 20 “степенями свободы”, ноги и лодыжки ограничиваются только 6-ю. А самая совершенная “моторизованная” рука выполняет пока только 3 движения - медленно и последовательно, одно за другим.

“Половина людей, которые нуждаются в этих протезах, не будет пользоваться ими - так они уродливы и так мало возможностей предоставляют своему владельцу”, - говорит полковник Джеффри Линг из DARPA, военный врач, служивший в Ираке и Афганистане, где он и задумал свой более совершенный проект.

Линг собрал для этого сильную команду из ученых, инженеров, врачей и деловых людей и подчинил их работу военной дисциплине. Поставленная цель - протез, который весит не более 8 фунтов, как живая человеческая рука, и позволяет производить 22 независимых движения. Последнее означает, что с таким протезом инвалид сможет играть на фортепьяно или вдевать нитку в иголку.

“Американские солдаты, которые получают уечья в Ираке и Афганистане будут жить еще лет 60, - говорит Стюарт Харшбаргер, инженер Лаборатории прикладной физики медицинской школы Джонса Хопкинса, ведущего партнера DARPA. - И мы хотим дать им шанс вести почти тот же образ жизни, которым они наслаждались прежде”.

Правительство выделило на создание более совершенного протеза около 50 млн долларов на следующие 4 года. Но и сама механическая рука не будет дешевой. Самый крупный в мире изготовитель протезов компания Otto Bock HealthCare ожидает, что ее опытный образец будет стоить приблизительно 100 тысяч долларов.

В то время как ветераны получат протезы бесплатно, большинство гражданских страховых компаний не будут покрывать их получение. Поэтому даже с такими высокими ценами компания надеется только на то, что не понесет убытков. По крайней мере, на первых порах, пока технология не подешевеет.