Международная инициатива DeTOP с 2018 года объединяет усилия исследовательских организаций медицинского профиля из Швеции, Италии, Швейцарии и Великобритании. Её целью является создание достаточно проворного с точки зрения мелкой моторики бионического протеза руки, интегрируемого в районе предплечья пациента, который позволяет получать обратную связь по ряду ощущений. Первые успехи на этом направлении уже достигнуты.

Источник изображения: DeTOP

Как сообщает ExtremeTech со ссылкой на Science Robotics, на протяжении последних четырёх лет специалисты DeTOP готовили эксперимент по вживлению элементов протеза руки жительнице Швеции, которая потеряла кисть и часть предплечья в результате травмы, полученной около двадцати лет назад. Пациентка по имени Карен, как сообщается, до этого страдала от сильных фантомных болей в руке, в результате чего была вынуждена принимать болеутоляющие средства и часто не могла полноценно отдыхать во сне, а также заниматься физической работой при использовании протезов прежних поколений.

Участнице эксперимента в рамках подготовки к вживлению элементов протеза в кости предплечья и «подключения» управляющих электродов к её нервным окончаниям, была проведена подготовительная реабилитация, направленная на укрепление костей предплечья, с которыми создателям протеза в дальнейшем пришлось работать. Кости в ампутированных конечностях часто теряют былую прочность, поэтому перед интеграцией бионического протеза их в данном случае нужно было укрепить.

Эксперимент показал, что новый бионический протез позволяет на 80 % восстановить функции руки пациентки. Она даже получила возможность чувствовать силу нажима и различать текстуру поверхностей, к которым прикасается протезом. Кроме того, Карен стала меньше страдать от фантомных болей в ампутированной конечности. Прежде чем освоиться с новым протезом, пациентка тренировалась управлять им в среде виртуальной реальности. Каждым пальцем протеза Карен может управлять по отдельности, а также чувствовать обратную связь при взаимодействии с предметами, до которых она дотрагивается. Эксперимент DeTOP значительно улучшил качество жизни Карен, но пока сложно сказать, насколько успешно данные технологии можно тиражировать.

В ходе конференции, посвящённой отчёту Tesla по финансовым результатам за второй квартал, глава компании Илон Маск (Elon Musk) допустил, что автопроизводитель может запустить с его стартапом Neuralink совместный проект по разработке протезов для людей с ампутированными конечностями.

Источник изображения: tesla.com

«Объединив имплант Neuralink и роботизированную руку или ногу для того, у кого ампутирована рука или нога — или все руки или ноги — мы считаем, что сможем дать тело киборга с невероятными способностями. <..> Думаю, было бы невероятно помочь миллионам людей по всему миру и дать им руку или ногу, которые так же хороши, а в перспективе, может, и лучше, чем биологические», — в традиционной для себя фантастической манере рассказал Маск.

Пока обе компании ещё далеки от реализации столь грандиозного плана. Tesla начала работу над человекоподобным роботом в 2021 году и пока ещё делает первые шаги в разработке приводов, которые обеспечат машине элементарные движения. Neuralink же лишь в мае удалось убедить Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США выдать стартапу разрешение на клинические испытания «мозгового интерфейса» на людях — они предполагают установку импланта прямо в мозг. Тем не менее, работы в этом направлении всё-таки ведутся, хотя и не очень высокими темпами.

Сегодня в распоряжении Tesla около десятка прототипов человекоподобного робота Optimus, рассказал Маск. Наиболее интересным открытием для компании стало полное отсутствие на мировом рынке поставщиков достаточно качественных приводов для человекоподобных роботов, поэтому их приходится разрабатывать собственными силами — компоненты, включающие в себя двигатели, контроллеры и датчики.

«Первый Optimus, у которого будут все готовые к производству приводы разработки Tesla, появится примерно в ноябре. И после этого мы начнём его [производство] наращивать. В плане того, когда мы сможем сделать нечто полезное — сначала мы опробуем его на наших собственных заводах, докажем его пригодность, но думаю, что в течение следующего года сделаем на заводах нечто полезное», — пообещал глава Tesla.

Кожа человека служит как защитой для организма, так и источником информации от тактильных ощущений. Учёные давно пытаются создать электронную версию кожи, что найдёт широчайшее применение в робототехнике и в протезировании. Свой и довольно необычный вариант электронной «кожи» представили немецкие учёные, посвятив этой работе статью в престижном журнале Nature Communications.

Источник изображения: Research Group Prof. Dr. Oliver G. Schmidt

Чтобы придать искусственной коже чувствительность в широком спектре воздействий от температурного до тактильного и силы давления, учёные «утыкали» её крошечными волосками. Каждый волосок утопает в эластичной основе «кожи», а на конце под ней удерживает крошечный магнит в виде луковицы.

Вокруг каждой магнитной луковицы создаётся объёмный датчик магнитного поля, который фиксирует перемещение микромагнита на кончике волоска во всём объёме его перемещения. Тем самым электронная схема датчика, точнее — всего массива датчиков — точно определяет место прикосновения, направление движения касания, его силу и другие особенности прикосновения (на сайте университета есть несколько видеороликов).

Но придумать датчики касания — это одно, а разработать технологию массового производства подобной «кожи» — это другое. Как утверждают исследователи из Технического университета Кемница и Института исследований твердого тела и материалов им. Лейбница в Дрездене, которые придумали датчики-волоски, предложенная ими технология производства массивов магнитных датчиков хорошо масштабируется до массовой и даже для изготовления в рулонах. Заготовки для будущих объёмных магнитных ячеек печатаются на плоской поверхности и затем как оригами собираются в 3D-структуры.