Надувная роборука от МТИ – это эффективная тактильная обратная связь

Не так давно ведущие инженеры Массачусетского технологического института и Шанхайского университета Цзяо Тун представили уникальную разработку – это нейропротезированная рука, которая отличается не только невысокой стоимостью, но и относительно небольшим весом. Изделие предназначено для тех людей, у которых одна из конечностей ампутирована.

Новаторская разработка обладает массой положительных качеств. С помощью роборуки человек сможет не только наливать сок, но и застегивать пуговицы, гладить домашнее животное. Иными словами, такой протез сможет частично заменить отсутствующую руку, поскольку также обладает уникальными тактильными ощущениями.

Особенности продукта

Робопротез выделяется не только удобством использования, но и эластичностью. Его вес не будет превышать 0,2 кг. Итоговая цена такого изделия составит около 500 долларов. Это очень доступно. Эту сумму может каждый человек взять в кредит или занять у знакомых.

Хотя полностью продукт этот еще не готов, профессор из института отмечает, что эффективность его роборуки на порядок выше, чем ранее представленные модели нейропротезов.

Для изготовления этого изделия профессионалы используют эластомер EcoFlex. В состав протеза входит пять пальцев. На каждый палец нанесены сегментно волокна. Поэтому он довольно сильно напоминает форму руки.

Чтобы упростить процесс использования, роборуку оснастили пневматической системой. Это обеспечивает точное и быстрое надувание отдельных пальцев, а также их сгибание и придание определенного положения. В комплект вместе с роборукой входит и несколько клапанов, а также насос. Составляющие комплекты можно прикреплять к поясу. Это позволяет снизить вес протеза.

Профессор Линь подготовил уникальную компьютерную модель. Это дает возможность обеспечить прочную связь между уровнем давления, а также положением отдельных элементов. Пользуясь этой разработкой, инженеры создали специальный контроллер. Посредством этого элемента можно осуществлять надувание пальцев, задавать им требуемое положение.

Те сигналы, которые поступают от датчиков электромиографии, поступают непосредственно к пневматической системе. Это упрощает процесс управления мышцами. Протез оснащен специальными отверстиями, в которых располагаются датчики. Это позволяет обеспечить постоянный контакт с ампутированной конечностью. В результате, датчики довольно легко улавливают сигнал, осуществляя после этого соответствующие действия.

Еще один шаг, реализованный командой - это применение проработанного алгоритма, посредством которого осуществляется индексация тех сигналов, которые поступают от мышц. В результате, выполняется определенное движение. Этот алгоритм был использован для того, чтобы запрограммировать контроллер.

Для того чтобы воспользоваться этим протезом, нужно представить определенное действие. Соответствующий импульс поступит на контроллер, который входит в состав пневматической системы. После этого помпа начинает постепенно накачивать пальцы, дабы можно было выполнить то либо иное действие.

Инженеры приложили максимум усилий, чтобы создать соответствующую тактильную обратную связь. Чтобы достичь такого результата, на кончик каждого пальца устанавливается датчик давления. Это обеспечивает упрощенный процесс использования. Это дает возможность человеку почувствовать, какой палец контактирует с тем либо иным предметом. Таким образом, роборукой можно работать на смартфоне, планшете. Например, вы сможете спокойно набрать текст, посмотреть видео, можете зайти поиграть в онлайн-казино и получить какой-нибудь хороший бонус, но предварительно узнав о нем больше информации.

Особенности тестирования

Для того чтобы провести тестирование робопротеза, специалистами привлекались добровольцы, у которых не было одной верхней конечности. Каждый человек прошел тренировку, которая занимала около 15 минут. После этого им предложили выполнить несколько тестов. Они были предназначены для проверки как ловкости, так и силы. Среди тех тестов, которые нужно было выполнить, можно выделить письмо, сбор мелких и хрупких предметов.

Для того чтобы понимать, насколько эффективна роборука, провели сравнительный анализ. Для этого использовалась бионическая рука, которая выделяется большей жесткостью. С ее помощью выполнялись те же действия. Это позволило выделить повышенную эффективность роборуки.

Один из тех людей, который принимал участие в тестировании, использовал протез и в повседневной жизни. С его помощью он выполнял разнообразные процессы, к примеру, брал инструменты и мелкие предметы. Благодаря тому, что человек смог контролировать все действия, никаких проблем в процессе не возникало. К примеру, человек смог довольно легко погладить кошку либо же взять предмет.

В процессе тестирования удалось определить, что человек в темноте может различать, каким пальцем выполняется то либо же иное движение. Дополнительно люди смогли определять размеры, форму. Ученые уверены, что их разработка сможет снова сделать жизнь людей полноценной.