Вчені доопрацювали чутливий протез руки

Кадр із репортажу IEEE Spectrum

Американські дослідники розробили і випробували біонічний протез пензля, який дозволяє людині відчувати, чого вона торкається. Про процес розробки, можливості та перспективи пристрою розповів у IEEE Spectrum глава Лабораторії функціональних нервових інтерфейсів в Університеті Кейс-Уестерн Дастін Тайлер (Dustin Tyler).

Для цього співробітники лабораторії обладнали звичайний біонічним протезом сенсорної гаптичної (призначеної для передачі тактильної чутливості та положення кисті) системою. Для цього в передпліччя добровольців імплантували спеціально розроблені плоскі електродні манжети, що охоплюють зовні великі нерви: ліктьовий, променевий та серединний. У кожній з цих манжет є вісім контактних точок, пов'язаних з окремими каналами стимуляції.

У різні частини протезу помістили датчики, що реагують на дотик. Їх через комп'ютер з'єднали з імплантованими електродами так, щоб інформація від різних датчиків подавалася на нерв різними каналами.

Плоска електродна манжета

Tyler Lab / The Cleveland VA Medical Center

В результаті багаторічних експериментів та налаштування системи доброволець Ігор Спетік (Igor Spetic) зміг виконувати за допомогою протеза різні тонкі дії, наприклад, відірвати хвостик від вишні, навіть із зав'язаними очима. При вимкненій гаптичній системі йому це вдається у 43 відсотках випадків, а за включеної кількість успішних спроб досягає 93 відсотків. За словами самого Спетика, завдяки цій системі він відчуває протез не як інструмент, а як власну руку.

Роботи з розробки протезу, що максимально нагадує пофункціональність людської кисті, ведуться в Кейс-Вестерні і ще кількох клівлендських наукових центрах з 2012 року. Проте, за словами Тайлера, розробка поки що далека від досконалості.

В даний час його лабораторія створює імплантовані манжети нового покоління, що містять у чотири рази більше електродів. Це необхідно передачі широкого спектра відчуттів: як тактильних, а й температурних, больових, проприоцептивных (почуття становища суглоба). Але головне – систему необхідно зробити повністю імплантованою, без необхідності провідного підключення до зовнішнього комп'ютера.

За словами Тайлера, зробити це непросто, оскільки система має 16 записувальних каналів і 96 каналів стимуляції, при цьому вона повинна працювати роками імплантованою в людську руку. Проте робочий прототип автономної системи розробники розраховують створити до 2019 року.