Подпишитесь на оповещения
от Газеты.Ru
Дополнительно подписаться
на сообщения раздела СПОРТ
Отклонить
Подписаться
Получать сообщения
раздела Спорт

Искусственные ноги подчинились мысли

Созданы протезы ног, управляемые силой мысли

Дмитрий Малянов 05.09.2012, 15:20
Такие кибернетические экзо-протезы — дело ближашего будущего. wired.co.uk
Такие кибернетические экзо-протезы — дело ближашего будущего.

Созданы и испытаны на здоровых людях первые протезы ног, управляемые силой мысли. Эти разработки могут позволить парализованным людям в будущем самим гулять на своих ногах.

Люди, перенесшие травму позвоночника и страдающие параличом ног, смогут восстановить двигательные функции и снизить риск развития серьезных побочных заболеваний с помощью снабженных специальным интерфейсом и управляемых сигналами мозга роботизированных протезов, сконструированных группой разработчиков из Калифорнийского университета в Ирвайне и Медицинского центра по лечению ветеранов войн в Лонг-Бич (Калифорния, США), возглавляемой доктором медицины Эн До.

Группа разработала нейромашинный интерфейс, позволяющий управлять двумя протезами, которые обхватывают ноги на манер экзоскелета (экзоскелет — это внешний скелет; приставка «экзо» означает нечто внешнее, находящееся снаружи; например, планеты, обнаруженные у звезд вне Солнечной системы, называются экзопланетами).

Как сообщается в разосланном группой пресс-релизе, «устройство является первой успешной демонстрацией протеза нижних конечностей, предназначенного для самостоятельного передвижения и управляемого интерфейсом «мозг — компьютер».

Заявление о приоритете этой разработки не противоречит фактам: несмотря на то что подобного рода интерфейсы разрабатываются уже давно, функциональных протезов ног, управляемых силой мысли, никому до этого создать еще не удалось.

Так, недавняя революционная разработка американско-германского проекта BrainGate2, о которой также писала «Газета.Ru», позволяет полностью парализованному человеку управлять конечностями силой мысли, но ее функциональность ограничивалась одной искусственной рукой, управляемой к тому же дистанционно. При этом электрические сигналы, управляющие роботизированным манипулятором, снимались с помощью нейрочипа, состоящего из 96 золотых контактов и вживляемого непосредственно в двигательный участок мозговой коры.

Биокибернетический протез, созданный группой Эн До, работает по другому принципу.

Управлять им можно с помощью ЭЭГ-сигналов, снимаемых внешними датчиками и далее обрабатываемых в компьютере, что намного упрощает конструкцию протеза, так как отпадает необходимость в сложных и небезопасных хирургических операциях по вживлению в мозг специальных датчиков.

Описание программной и аппаратной части своего биомашинного интерфейса группа дала в статье, опубликованной в архиве электронных препринтов.

На первом этапе разработки была досконально изучена ЭЭГ-активность мозга здоровых людей и составлена карта ЭЭГ-сигналов, отвечающих за разные этапы локомоции — начало движения, остановку, собственно передвижение, маневрирование и т. д.

Затем полученные данные были использованы для создания предсказательной математической модели, способной контролировать в реальном времени движение виртуального аватара с помощью реальных ЭЭГ-сигналов. На этом этапе самой большой проблемой было научить модель подавлять непреднамеренные ложные импульсы движения и остановки, постоянно генерируемые мозгом, но с этой нетривиальной задачей авторы благополучно справились:

движение управляемых по ЭЭГ протезов на видеодемонстрации выглядит полностью предсказуемым и плавным.

Далее интерфейс был опробован на здоровых людях: испытуемые, подвешенные на стенде с механической дорожкой, по специальной команде воображали, что начинают двигаться, а контроллеры протезов, в качестве которых использовались доступные на рынке роботизированные манипуляторы производства швейцарской компании Locomat, следовали ЭЭГ-сигналам, считанным с их мозга.

Следующей стадией станет испытание этой системы уже на парализованных людях, но уже сейчас можно сказать, что первый биокибернетический протез нижних конечностей, управляемый силой мысли, хорошо справляется со своей задачей, и не исключено, что уже в ближайшее время мы увидим, как парализованный человек сам встанет и пойдет гулять на своих ногах.