Cuvântul „bionic” evocă imagini de science fiction. Cu toate acestea, în realitate, sistemele bionice - combinația dintre inginerie și robotică cu biologie (corpul uman) devin o realitate aici și acum.

putea

Cel mai în vârstă și mai puțin stabil pe picioare? Ai nevoie de un exoschelet bionic. Aveți probleme cu urcarea acestor scări? Încercați o pereche de pantaloni bionici. Cea mai mare provocare pentru ca aceste sisteme bionice să fie omniprezente este numărul imens de situații în care vrem să le folosim și diferențele mari în comportamentul uman și în organele umane. În prezent nu există o soluție simplă.

Deci, cheia viitorului nostru bionic este adaptabilitatea: trebuie să creăm dispozitive bionice care să se adapteze la mediul nostru și la noi. Pentru a realiza acest lucru, trebuie să combinăm trei tehnologii importante: detectare, calcul și activare.

Detectarea poate fi realizată cu senzori care înregistrează direct activitatea creierului, nervilor și mușchilor și cu dispozitive de pe corp, cum ar fi accelerometrele, care măsoară indirect mișcarea membrelor. Computerele leagă apoi aceste informații de modele de comportament uman - deseori adaptate la informațiile personale despre modul în care se mișcă utilizatorul - și prezic mișcările pe care utilizatorul urmează să le inițieze. În cele din urmă, sistemele informatice folosesc aceste predicții pentru a disipa puterea către un set de unități de alimentare. Acest pas de control oferă ajutorul și suportul necesar, adaptându-se constant la organizații în schimbare și medii în schimbare.

Astăzi, cele mai multe auxiliare bionice sunt fabricate din materiale solide, cum ar fi metale și materiale plastice, și sunt alimentate de motoare și cutii de viteze convenționale. Aceste tehnologii sunt bine stabilite, dar duritatea și rigiditatea lor pot fi un dezavantaj major. În natură, predomină materialele moi, cum ar fi mușchii și pielea, iar ca oameni găsim confort în materialele moi, cum ar fi mâinile sau stând pe o canapea.

Robotică moale pentru clopote bionice

Apar noi tehnologii „robotice moi” care au potențialul de a depăși limitele bionicii solizi convenționali. Aceste sisteme, așa cum sugerează și numele lor, folosesc materiale moi și confortabile care lucrează mai natural cu corpul uman. În loc de metale solide și materiale plastice, ele folosesc materiale elastice, cauciucuri și geluri. În loc de motoare și cutii de viteze, acestea sunt alimentate de materiale inteligente care se îndoaie, se rotesc și trag atunci când sunt stimulate, cum ar fi electricitatea.

Aceste materiale inteligente pot imita contracțiile mușchilor biologici și sunt adesea numite „mușchi artificiali”. Odată cu acest progres, acum suntem capabili să creăm noi dispozitive bionice adaptive radical pentru ajutor și reabilitare, inclusiv pantaloni bionici inteligenți.

Consiliul de Cercetare pentru Inginerie și Științe Fizice a anunțat recent o investiție de 5,3 milioane de lire sterline în cercetare destinată următoarei generații de dispozitive bionice adaptive. Aceasta include finanțarea dezvoltării de pantaloni robotizați inteligenți pentru a ajuta persoanele cu dizabilități și persoanele în vârstă să își mențină mobilitatea și independența.

Proiectul de pantaloni inteligenți - o colaborare majoră între universitățile din Bristol, Leeds, Nottingham, Southampton, Strathclyde, Loughborough și vestul Angliei - își propune să demonstreze fezabilitatea îmbrăcămintei inteligente complet autonome. Pantalonii inteligenți ar putea monitoriza intențiile purtătorului și pot oferi asistență automată dacă este necesar, de exemplu atunci când iesi dintr-un scaun sau urci scările.

Desigur, este mai mult decât un exercițiu tehnologic. Îmbrăcămintea robotică moale va trebui să fie confortabilă, ușor de îmbrăcat, igienică și elegantă. Acestea sunt considerente importante care necesită aport direct de la utilizatorii finali, iar acest proiect se va consulta îndeaproape cu utilizatorii finali vizați și cu experții clinici din întreaga lume.

Viitorul pantalonilor inteligenți poate sta într-o integrare și mai strânsă cu corpul uman. Prin implantarea unor senzori sub piele care monitorizează direct semnalele nervoase, pot fi măsurate și informații mai precise despre intențiile utilizatorului. Acest lucru va permite dispozitivelor viitoare să aibă o relație mult mai naturală cu purtătorul.

Potențialul acestei abordări a fost demonstrat într-un studiu recent realizat de Universitatea de Medicină din Viena, unde trei pacienți cu leziuni grave la mâini s-au oferit voluntari pentru amputarea mâinilor și i-au înlocuit cu mâini protetice funcționale controlate de propriile semnale nervoase. Apoi au reușit să efectueze manipulări mai sofisticate cu obiecte de zi cu zi, apoi au fost înainte de transplant.

Aceste noi tehnologii incitante încearcă să anunțe o nouă eră a dispozitivelor de reabilitare bionică purtătoare și a dispozitivelor de reabilitare care funcționează în armonie și se adaptează la corpurile noastre fragile umane.