Kişi bir uzvunu kaybettiğinde, en önemli hayali kolunu veya bacağını tekrar hissetmektir. Ve sadece hissetmek için değil, aynı zamanda yaralanma veya hastalıktan önce mevcut tüm hareketleri uzuv ile gerçekleştirmek için: bir bardak alın, ayakkabıların bağlarını bağlayın, her iki bacağınızdan destek alarak yürüyün. Biyonik bir protez veya sinir uyarılarını yakalayan karmaşık bir cihaz, kaybedilen fırsatları geri getirmenize olanak tanır.
Akıllı protezler nasıl ortaya çıktı?
"Canlı" protezlerin prototipi bilim kurgu yazarları tarafından icat edildi ve tanımlandı. Savaşlarda kaybedilen kolların, bacakların, gözlerin ve kalplerin yerini, canlı organlardan daha iyi çalışan mekanik yardımcıların alması eserlerindeydi. En ünlü örnek, yalnızca bir kişinin görünüşünü alan Cameron'ın Terminatörüdür.
Modern protezlerin prototipinin, alt kısmı hareketli hale getirmek için tahta bir bacağa metal bir topun yerleştirildiği 19. yüzyıla kadar uzandığını çok az kişi biliyor. Ancak 20. yüzyılda bu ilkel cihazların yerini çeşitli bilimlerin (tıp, mühendislik, biyonik ve elektronik) kesiştiği noktada oluşturulan biyonik bir protez aldı.
Farklı ülkelerden bilim adamları bu konudaki önceliği tartışıyorlar, ancak gerçekler şu ki, ilk2010 yılında Almanya'nın Leipzig kentinde düzenlenen bir ortopedik sergide fonksiyonel bir biyonik kol protezi sunuldu. Bu olaydan bu yana geçen yıllarda dünyada çok sayıda protez el, kol, ayak, bacak ve hatta köpek patileri geliştirildi.
Biyonik nedir?
Bu, vahşi yaşamı ve canlıların çalışma prensiplerini endüstriyel analoglara aktarma olasılığını inceleyen bütün bir bilimdir. Mühendisler, fikirleri doğadan alır ve bunları cihazlarında ve yapılarında somutlaştırır. Bu anlamda biyonik protezler okyanusta sadece bir damladır. Yani, herkes tarafından bilinen Velcro bağlantı elemanları, dulavratotu tohumlarının hareket şeklini kopyalar. Enayiler sülüklerden ödünç alınır. Deniz altıları tasarlarken, model olarak bir solucan aldılar - tüm “bölmeleri” özerktir. Ostankino ve Eyfel kulelerinin inanılmaz dayanıklı metal açıklığı, insan boru şeklindeki kemiğinin çok büyütülmüş bir kopyasıdır. Herkesi hayran bırakan metal örgüsü, güç ve esnekliği birleştiren kemik dokusunun yapısının bir kopyasıdır.
Bu kadar farklı ailelerin aynı anda yaşadığı çok katlı bir bina bile bir bal peteğinden silinir. Farklı insanların ortak iletişimle tek çatı altında "hücrelerde" yaşama fikri, bir arı kolonisinin yaşam biçimini kopyalar.
Biyonik enkarnasyonlar etrafımızdaki birçok nesnede bulunur: araba lastikleri, uçaklar, güvenlik kameraları, tekneler ve en yaygın eklemler.
Basit bir biyonik protez nasıl çalışır?
Bir yaralanmadan sonra veya bir hastalık sırasında bir uzuv kesilir. Kalan güdük birçokdokular: deri, kaslar, kemikler, kan damarları ve sinirler. Ameliyat sırasında cerrah kalan motor siniri kalan büyük kasa getirir. Cerrahi yara iyileştikten sonra sinir bir motor sinyali iletebilir. Bu sinyal, protez üzerine monte edilmiş bir sensör tarafından alınır. Bir sinir uyarısını algılama sürecinde karmaşık bir bilgisayar programı yer alır.
Bu nedenle, biyonik protez yalnızca bu programda belirtilen eylemleri gerçekleştirebilir: bir kaşık, çatal veya top alın, bir tuşa basın ve benzerleri. Bir uzvun yokluğuyla karşılaştırıldığında, sınırlı sayıda hareket olasılığı bile büyük bir gelişmedir. Ancak, en iyi ve en gelişmiş biyonik protezler bile henüz canlı bir uzvun yapabileceği tüm bu küçük ve hassas hareketleri gerçekleştiremiyor.
Sinir uyarısı beyinden proteze nasıl gider?
Biyonik protezlerin nasıl çalıştığını anlamak için normal insan fizyolojisini hatırlamanız gerekir.
Gün içinde tekrar tekrar yaptığımız hareketlere otomatik denir. Kalkmak, tuvalete gitmek, yıkanmak, diş fırçalamak, giyinmek - tüm bunlar içimizde herhangi bir düşünceye neden olmaz. Vücut ihtiyacı olan her şeyi kendi başına yapıyormuş gibi yapar. Ama aslında, herhangi bir hareketin başlangıcı bir düşüncedir. Yani ilk başta dişlerimizi fırçalamamız, kahve yapmamız, giyinmemiz gerektiğini düşünüyoruz. Beyin, bu harekete dahil olan kaslara sinyaller gönderir. Bir kas, yalnızca beyinden gelen bir sinyalle kasılabilir veya gevşeyebilir. Ancak süreç o kadar hızlı ve sorunsuz gerçekleşiyor ki, neler olduğunu anlamak için zamanımız yok. ATProtez söz konusu olduğunda her şey daha karmaşıktır: İlk başta hareket sinyali kasa getirilen sinirin yanında bulunan bir elektrot tarafından okunur ve ardından protez içindeki işlemciye gönderilir. Bu süreç de oldukça hızlıdır, ancak eylemleri gerçekleştirme hızı hala yaşayan bir uzuvdan daha düşüktür.
Yapay insan "parçaları"
İlk biyonik protez piyasaya çıktığından beri bilim çok yol kat etti. İlk modeller hantal, gerekli anahtarlar ve yalnızca en basit hareketleri gerçekleştirebilseydi, modern modellere protez denilemez. Bunlar, fütürist bir film ekranından fırlamış gibi görünen zarif mühendislik parçalarıdır.
Protez kesinlikle sağlıklı bir ele benzer, yazabilir, çatal bıçak tutabilir, araba direksiyonu veya tavuk yumurtası tutabilir. Hareketlerin mükemmelliği için kişinin kendi dokuları bazen vücudun diğer bölgelerinden - örneğin bacaklardan - kullanılır.
Gelecekten fikirler
Mühendisler ve bilim adamları fantezilerinde durdurulamazlar. Böylece, bilim adamları, çevrenin görüntüsünü doğrudan optik sinire yayınlayarak, gözün hasarlı retinasını "atlayabildiler". Bir yaralanma nedeniyle kör olan bir kişi, optik siniri korunarak tekrar tanıdık yüzler veya güzel bir gün doğumu göreceğine güvenebilir.
Zaten beyin fonksiyonlarını iyileştiren cihazlar var. Örneğin, titreme felci veya Parkinson hastalığı, implante edilmiş bir elektrotla tedavi edilebilir.
Hareketsiz hale gelen insanlarafelç, elektrotları doğrudan beyne yerleştirir, böylece yapay kolları ve bacakları kontrol edebilirler. Tamamen başkalarına bağımlı bir insan için self servis imkanı tarif edilemez bir zevktir.
Anahtar, banka kartı ve kimlik kartını aynı anda değiştirebilen deri altına yerleştirilen çipler konusu tartışılıyor.
Neye sahibiz?
Rusya'da biyonik protez üreten en ünlü kuruluş Moskova Protez ve Rehabilitasyon Merkezi'dir. Burada modüllerden protezler monte edilir, Almanya, İzlanda ve Rusya'dan ürünler kullanılır.
Her kişinin protezinin kendine has özellikleri vardır. Bu, ampütasyon seviyesi, ağırlık, boy ve meslek, yürüyüş ve küçük hareketlerin özellikleri, yaş. Birçok kendi kendine öğrenme modülü kullanılmaktadır. Sadece kişi proteze değil, protez kişiye de uyum sağlar. Yerleşik yapay zeka ile donatılmış kendi kendine öğrenme modülü, yürüyüşün özelliklerini ve hareket yolunu hatırlar. Modül, yalnızca adımın genişliğini ve uzuv üzerindeki yükü "öğrenmez", aynı zamanda yoldaki basamakların, çukurların ve çukurların sayısını ve yüksekliğini de hatırlar. Modüller, bir adım veya başka bir hareket hazırlayan beynin eylemlerini çoğ altır.
"Canlı" bir protezin maliyeti nedir?
Biyonik protezlerin maliyeti hala yüksek ve karmaşık vakalarda milyonlarca rubleye ulaşabiliyor. Ancak, dolu bir yaşama dönüşün maddi açıdan değerlendirilmesi zordur. Aslında engelli bir kişinin normale dönmesinin tek yolu biyonik protezlerin takılmasıdır.hayat: planlar kurun ve uygulayın, bir aileyi destekleyin, kariyer yüksekliklerine ulaşın.
En önemli şey, sağlıklı, kendine güvenen insanlardan oluşan bir topluluğa geri dönmektir. "Canlı" protezlere sahip kişiler normal bir yaşam sürmeye, dans etmeye ve hatta spor ödülleri almaya devam ediyor. Yani protez o kadar kişinin bir parçası oluyor ki canlı kasların hareketlerini biyonik muadillerinden ayırt etmek zor.
Protez: gelişim aşamaları
Geleneksel biyonik protez el ile karşılaştırıldığında - gerçek bir atılım. Daha yakın zamanlarda, bir elini kaybeden bir kişi sadece iki olasılığa güvenebilirdi: bir kişinin büyük nesneleri tutabilmesi için ulna ve yarıçap arasında bir deri flebi oluşturuldu veya kütüğe bir kanca takıldı. İkisi de rahatsız edici ve estetik değildi. Bugün, ameliyathanede gelecekteki bir protez için güdük oluşumu bile başlıyor. Ameliyat sonrası dönemin ilk günlerinden itibaren, bir protez uzmanı kurbanla birlikte çalışarak en iyi parça kombinasyonunu seçmeye yardımcı olur. Güdük oluşturulur ve eğitilir ve gelecekteki protezin parçaları kalan olasılıklara maksimum düzeyde uyarlanır. Gömülü çiplere sahip hassas bir silikon manşet cilt ile temas eder. Modern protezlerden kaynaklanan aşınmalar yoktur. Her ürün için program, kişinin ne yaptığına bağlı olarak ayrı ayrı geliştirilir. Görev, işlevi mümkün olduğunca geri yüklemektir.
Engellilere Yardım
Bir uzvunu kaybeden kişi mutlaka tıbbi ve sosyal muayeneden geçmelidir. Grubun kurulmasıyla eş zamanlı olarakengellilik, herkes için bir sosyal rehabilitasyon programı geliştirilmektedir. Rehabilitasyon, her şeyden önce, bir kişinin işe dönüşüne katkıda bulunan teknik araçların kullanımını içerir. Tüm biyonik uzuv protezleri, bu tür teknik araçların zorunlu listesine dahil edilmiştir. Bir kişinin bir seçeneği vardır: rehabilitasyon programı çerçevesinde, bitmiş bir ürün alır veya daha sonra parasal tazminat alarak kendi başına satın alır. Tazminat miktarı, benzer protez ürünlerin ortalama maliyetine göre hesaplanır.
Geliştiriciler ne üzerinde çalışıyor?
Modern biyonik protez eller, ince hareketleri mükemmel bir şekilde gerçekleştirir, ancak bir kişi onlardan alışık olduğu hisleri almaz. Yani protez kişinin saçını okşayabilir ama saç derisinin sıcaklığını ve saçın yumuşaklığını hissedemezsiniz. Bilim adamları şimdi bu eksikliği gidermek için çalışıyorlar. Uzmanlar, kemikleri titanyumla birleştirmeyi ve hareket ve duygu sensörlerini doğrudan canlı bir sinire bağlamayı çoktan öğrendiler. Böylece, biyonik bir el, canlı olanın yerini tamamen alır ve bir kişi, uzun yıllardır mahrum kaldığı dokunsal duyumlar alır. Sinirlerin ve kasların teknik bir cihazla doğrudan bağlantısı, hareketin hızını büyük ölçüde artırarak doğala yaklaştırır.
Biyonik bacak hangi parçalardan oluşur?
Modern biyonik bacak protezi, aşağıdakiler gibi birkaç zorunlu unsur içerir:
- Dahili sensörlü silikon manşet;
- destek - şekilli titanyum çubukbaget;
- mikro motorlara ve işlemciye sahip eklemli modül;
- gelen tüm sinyalleri işleyen yapay zeka birimi.
Önde gelen Alman şirketlerinin en yeni protez modelleri, cilde çok benzeyen özel bir kaplamaya sahiptir. Sentetik derinin iki amacı vardır: protezin detaylarını nemden korur ve kozmetik bir işlev görür. Kaplamalı protezinizi açık bırakabilir, onunla duş alabilir ve su birikintilerinde yürüyebilirsiniz.
Biraz fantezi
Bugün, birkaç kişi bizimle aynı gezegende yaşıyor, aynı anda 2 hatta 3 biyonik proteze sahip. Sertliği değiştiren icat sentetik deri. Felçli insanların yürümesine yardımcı olmak için dış iskeletler icat edildi. Düşünce gücüyle kontrol edilen gelişmiş ürünler. Mikrokanallarda sinirleri büyütmek için deneyler yapılıyor. Teorik olarak, gerekli uzunlukta bir siniri büyütmenin mümkün olacağı gün çok uzak değil. Bilim adamları, vahşi yaşam ile teknik bir cihaz arasındaki çizgiyi bulanıklaştırmaya çalışıyorlar. Biyonik protezlerin gerçekleştirdiği hareketlerin sayısı ve karmaşıklığı da sürekli artıyor.
Bütün bunlar, bir kişinin hastalıktan daha güçlü olacağına dair büyük umut veriyor.
Protez uzuvlar, kişiyi normale döndüren rutin bir prosedür haline geliyor. Belki de insan vücudunun herhangi bir yerinin yapay bir parçayla değiştirilebileceği gün gelecek. En azından buna gerçekten inanmak istiyorum.
