Роборука определяет спелый помидор на ощупь


Роборука способна на разные типы контакта с объектами
Роборука способна на разные типы контакта с объектами.

Учёные из Organic Robotics Lab Корнеллского университета (Cornell University) разработали роботизированную руку, имеющую уровень чувствительности, приближенный к человеческому — она достаточно чувствительна, чтобы определить форму, мягкость и общую текстуру предмета, к которому прикасается.

Силиконовая рука, разработанная командой робототехников во главе с Робертом Шепердом (Robert Shepherd), доцентом кафедры технологии машиностроения Корнеллского университета, заполнена оптическими волокнами, с помощью которых можно определить, как свет проходит через руку, меняясь при её движении и контакте с другими объектами.

На видеозаписи видно, как робот отбирает самый спелый из трёх помидоров, просто прикасаясь к ним. (далее…)

Киборгизация — стальные грёзы человечества


Люди с бионическими конечностями сегодня пока ещё выглядят немного фантастично
Люди с бионическими конечностями сегодня пока ещё выглядят немного фантастично.

Отрасль, создающая искусственные органы и конечности, штурмует всё новые рубежи. Вскоре её новейшие достижения выйдут из стен ведущих лабораторий и компаний, разрабатывающих роботизированные протезы, и предстанут перед зрителями на специализированном соревновании — Кибатлоне. Откуда взялась такая необходимость и в чём суть соревнования, мы и постараемся разобраться.

Представьте себе ситуацию: вы опытный велосипедист, возможно, велогонщик. Ежегодно вы проезжаете несколько тысяч километров на своём двухколёсном друге. Но случается неприятность: вас сбивает машина или вы срываетесь с обрыва, или просто неудачно падаете — травма вам обеспечена. Может быть, вам повезёт, и вы отделаетесь ушибом, а если сломанные кости или порванные сухожилия? Есть и более страшные травмы, связанные с повреждениями позвоночника, — их столь же легко получить за рулём, на производстве, на операционном столе. После них человек вынужден пересесть в инвалидную коляску и навсегда забыть о том, что когда-то был свободен в движениях. (далее…)

|

В России будут серийно выпускаться роботизированные протезы


Золотой чип 2016
Экзоскелетные разработки «ОПК» признаны лучшими на конкурсе «Золотой чип-2016».

ОПК («Объединённая приборостроительная корпорация», входит в госкорпорацию «Ростех») в начале 2017 года начнёт серийное производство современных роботизированных протезов.

«Эта техника разработана нашим Институтом электронных управляющих машин имени И. С. Брука. Она открывает новые возможности для медицины в области протезирования и реабилитации больных с различными моторными нарушениями. Серийное производство этих бионических интеллектуальных конечностей намечено на начало 2017 года», — говорит заместитель генерального директора ОПК Андрей Чендаров.

По его словам, производство таких протезов приближает специалистов ОПК к созданию полноценного экзоскелета, необходимого не только в медицине, но и в других сферах жизни, в том числе в военной сфере.

Экзоскелетные разработки ОПК признаны лучшими на конкурсе «Золотой чип-2016», который прошёл в рамках выставки «Новая электроника-2016» в Москве. За создание современных бионических интеллектуальных конечностей корпорация получила первое место в номинации «За вклад в развитие российской электроники».

Протез грудной клетки по индивидуальному проекту


Протез грудины и рёбер в теле пациента.
Схематическое изображение протеза грудины и рёбер в теле пациента.

Пациенту, перенёсшему операцию по удалению раковой опухоли, установлен титановый протез, замещающий удалённую грудину и частично рёбра. Это первый протез подобного рода, он изготовлен методом 3D-печати в соответствии с анатомией конкретного человека. Пациент выписан через 12 дней после операции, и он быстро поправляется.

54-летний пациент прошёл лечение в больнице Университета Саламанки (Испания). Использование аддитивной технологии при протезировании было лучшим вариантом, так как саркома поразила большую часть грудной клетки больного и это означало, что необходимо было заменить потерю. Грудную клетку очень непросто воссоздать традиционными методами. Однако 3D-печать позволила создать протез сложной формы, специально разработанной для этого случая. Ранее в подобных ситуациях использовались плоские пластины и винты из титана, которые могли разбалтываться с течением времени, что приводило к осложнениям и повторным операциям. Новый протез, как ожидается, будет более устойчивым к разного рода воздействиям. (далее…)

О современных технологиях зубного протезирования


Зубной имплантат и супраструктура
В собственно имплантат (на этой иллюстрации — конический винт слева) вкручивается абатмент (основа), на который надевается коронка или крепится съёмный протез.

Если почитать о бионическом протезе глаза, титановом черепе, имплантируемых барометрах для слежения за глазным давлением и протезах половых органов, кажется, что улучшения тела при помощи имплантатов — удел людей будущего, плоды науки, недоступные большинству. Но, на самом деле, операции по имплантации распространены шире, чем принято думать. Только проводят их не на операционном столе, а в кресле дантиста.

Чтобы узнать, что нового в стоматологии, мы поговорили с врачом-стоматологом и с зубным техником — об искусственных зубах-имплантатах, об изготовлении коронок, о методике проведения операций, о самых прочных и самых хрупких материалах и многом другом.

Наши собеседники:

Расолька Геннадий Леонидович — врач-стоматолог высшей категории, в настоящее время работает в клинике «32» (г. Орёл);

Селиверстов Владимир Юрьевич — работает зубным техником более 15-ти лет. Занимается изготовлением металлокерамических коронок, бюгельных протезов и комбинированными работами.

Ортопедическая стоматология — раздел медицины, изучающий нарушения целостности и функций зубов и челюстей, их диагностику и разработку методов профилактики и лечения путём протезирования.

(далее…)

Операцию по вживлению бионического глаза впервые провели в Турции


Операция
Операция по вживлению бионического глаза проведена в Турции.

Теперь и в одной из турецких клиник успешно провели хирургическую операцию по возвращению зрения с использованием бионического глаза (мы уже рассказывали о подобной операции, проведённой в Великобритании). Об этом в пятницу сообщает электронная версия турецкой газеты NTV.

Пациенткой, решившейся на подобный эксперимент, стала 44-летняя Дилек Умран Озтюрк (Dilek Ümran Öztürk). После рождения второго ребёнка ей был поставлен диагноз «куриная слепота». «Куриная слепота», или никталопия — это заболевание, при котором пациент перестаёт различать предметы в темноте. Оно может носить как врождённый, так и приобретённый характер.

Операцию провели врачи Всемирной офтальмологической больницы: профессор Иоанн Палликарис (Ioannis Pallikaris), доцент Нур Аджар (Nur Acar) и хирург Февзи Аккан (Fevzi Akkan). Нур Аджар отметил, что всего лишь нескольким странам в мире разрешено проводить настолько сложную хирургическую операцию, и он горд, что Турция стала одной из этих стран. Кроме Турции на операцию имеют право клиники Германии, Франции, Великобритании, Италии и США, где был изобретён первый бионический глаз. (далее…)

Улучшение работы нейрокомпьютерных интерфейсов


Эксперимент
В ходе эксперимента обезьяны управляли движением курсора на экране как при помощи НКИ, так и простыми нажатиями на сенсорный экран. Скорость работы при использовании НКИ была лишь на 10% медленнее, чем при работе руками.

Устройства, управляемые «силой мысли», распознают моторные команды мозга, фиксируя активность нескольких сотен нейронов, ничтожно малой части миллионов нервных клеток, задействованных в процессе управления движениями. Ошибки считывания и интерпретации сигналов уменьшают скорость и точность работы нейрокомпьютерных интерфейсов (НКИ). В Стэнфорде разработана методика анализа данных, позволяющая снизить количество таких ошибок.

В норме связь между мозгом и мышцами, позволяющая выполнять разнообразную работу, не требует никаких осознанных усилий. Но ряд неврологических заболеваний либо травма спинного мозга затрудняют или делают невозможным управление целыми группами мышц. Для помощи таким пациентам создаются протезы, управляемые с помощью НКИ. Эти устройства снимают сигнал в ответственных за движение регионах мозга и генерируют управляющие команды для устройств, например, виртуальных клавиатур. (далее…)

Лего-протезы для детей


Лего-протез
Лего-протез.

Колумбийский дизайнер Карлос Торрес (Carlos Torres) разработал модульные протезы, способствующие физической и социальной адаптации потерявших конечности юных пациентов.

Компания Карлоса Торреса IKO Creative Prosthetic System предлагает ребятам принять участие в каждой стадии проектирования протеза. Он похож на игрушку, но по функциональности не уступает другим сложным электронным протезам. Ребёнок сам определяет, сколько пальцев будет на протезе. И пока пациент учится управлять устройством, он может попросить дизайнера модифицировать новую механическую руку, добавить, например, лазерную указку или отсек для любимой игрушки.

В Колумбии довольно много инвалидов, которые потеряли руки и ноги в ходе гражданской войны. Хуже всего приходится детям, взрослые протезы не подходят им ни по весу, ни по функционалу. Карлос Торрес решил посвятить свою жизнь помощи таким детям.

IKO Creative Prosthetic System работает с каждым ребёнком индивидуально. Чтобы пациенту было легче принять новую руку, Торрес стилизовал её под популярный конструктор LEGO. Дизайнер даже побывал в лаборатории в Дании — LEGO Future Lab, где учился проектированию. (далее…)

Бионический глаз-имплант установлен пациенту из Великобритании


Бионический глаз-имплант
Мистер Флинн говорит, что он «в восторге» от импланта и надеется, что со временем он улучшит его зрение настолько, чтобы можно было выполнять такие ежедневные задачи, как уход за садом и совершение покупок.

Восьмидесятилетнему британцу Рэю Флинну (Ray Flynn) был установлен бионический имплант, предназначенный для восстановления зрения. Операция проведена в Манчестерской королевской клинике хирургии глаза.

Диагноз Рэя Флинна — сухая макулодистрофия (возрастная макулярная дегенерация), заболевание привело к полной потере центрального зрения. Ему был установлен имплант сетчатки Argus II, изготовленный американской компанией Second Sight. Это устройство прошло все необходимые проверки, и его применение одобрено как Управлением по надзору за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA), так и контролирующими органами ЕС.

Ранее Argus II устанавливали пациентам, страдающим от редкого наследственного заболевания — пигментного ретинита. Но теперь метод впервые применён для помощи человеку с возрастной макулярной дегенерацией, а это распространённый недуг, только в Великобритании он диагностирован у полумиллиона человек.

У Рэя Флинна сохранилось периферическое зрение, но центральное зрение было полностью утеряно. Это значительно снизило качество его жизни. Он не мог разобрать цифры на ценниках в магазине, и хотя ранее был страстным садоводом, не мог отличить сорняки от культурных растений.

Операция заняла четыре часа. Ею руководил Пауло Станга (Paulo Stanga), профессор офтальмологии и регенерации сетчатки в университете Манчестера, офтальмолог и витреоретинальной хирург Манчестерской королевской клиники хирургии глаза. Он сообщил, что «прогресс состояния мистера Флинна действительно замечательный, теперь он видит очертания людей и предметов». (далее…)

Почему киборгизация неизбежна?


Деревянный протез большого пальца ноги, найденный на древнеегипетской мумии, — самый старый из известных протезов частей тела
Деревянный протез большого пальца ноги, найденный на древнеегипетской мумии, — самый старый из известных протезов частей тела. / Источник фото — http://www.businessinsider.com/.

Термин «киборг» возник в 1960-м году, но гораздо раньше британский физик Джон Десмонд Бернал (John Desmond Bernal) предсказал соединение людей с машинами. В книге 1929-го года «Мир, плоть и дьявол» (The World, the Flesh, and the Devil) он писал, что рано или поздно люди станут заменять части тела на более совершенные, с новыми функциями. Он разглядел будущее в те годы, когда оно еле просматривалось. Сегодня это будущее перед нами, как гора, которую видно отовсюду.

Можно по-разному относиться к такому сценарию, но увернуться от него нельзя. Человек впустит технику в своё тело и станет киборгом. Попробуем пояснить эту мысль, хотя доводы в её пользу не исчерпываются перечнем ниже. Итак, почему киборгизация неизбежна? (далее…)

Череп из титана для спасения ребёнка с гидроцефалией


Протез черепа
Протез черепа, изготовленный методом 3D-печати, спас трёхлетнюю китайскую девочку.

Девочка с врождённой гидроцефалией перенесла операцию по замене костей черепа протезом из титана, изготовленным по технологии 3D-печати. Семнадцатичасовая операция была проведена в Китае, во Второй народной больнице провинции Хунань.

В прошлом году китайский мальчик стал первым человеком с созданным на 3D-принтере позвонком. Протез черепа впервые был установлен в Нидерландах взрослому человеку также в 2014 году.

Заболевание, возникающее либо по причине генетического сбоя, либо из-за нарушения нормального хода внутриутробного развития, угрожало жизни маленькой китаянки. Без вмешательства врачей ей не удалось бы дожить и до конца года. Обычное лечение гидроцефалии — изготовление эндоскопической шунтирующей системы, отводящей из мозга излишки жидкости. Однако в случае с Хань Хань этого было недостаточно. Кости её черепа истончились, и требовалась их замена. Вся верхняя часть черепа была удалена, была восстановлена нормальная циркуляция жидкости в мозге, после чего мозг был закрыт протезом черепа.

Протез создавался на основе данных компьютерной томографии. Он состоит из трёх сетчатых сегментов. Костная ткань со временем образуется вокруг титановых имплантатов, таким образом череп полностью восстановится.

Инвалид управляет сразу двумя протезами рук


Протез
Лес Бо демонстрирует работу протезов в лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса.

В США, в лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса, создан роботизированный протез обеих рук, которым можно управлять «силой мысли». До сих пор подобные протезы изготавливались для протезирования одной руки. Сейчас же инвалид, потерявший руки в результате поражения электрическим током, получил возможность использовать сразу две механические конечности.

Для того чтобы пациент, сорокалетний Лес Бо (Les Baugh), мог контролировать протезы, врачи провели операцию целевой мышечной реиннервации, при которой нервы, которые управляли движениями мышц ампутированной конечности, перенаправляют в другие мышцы, с которых и снимается сигнал для управления протезом.

Для того чтобы устройство адекватно отрабатывало сигналы, посылаемые человеком в мышцы, потребовалась как работа по настройке программного обеспечения, создание «паттернов движения», согласования движений, необходимых для выполнения определённых задач, так и обучение пациента. На этом этапе исследователи использовали виртуальную интеграционную среду (Virtual Integration Environment, VIE), предназначенную для тестирования интерфейсов мозг-компьютер. (далее…)

Чувствительные протезы


Учёные-медики помогают восстановить чувство осязания людям с ампутированными конечностями.
Ученые-медики помогают восстановить чувство осязания людям с ампутированными конечностями.

Протез, позволяющий вернуть людям с потерянными конечностями чувство осязания, разрабатывают специалисты Западного резервного университета Кейза (Case Western Reserve University, Кливленд, штат Огайо, США) и медицинского центра Кливлендского совета ветеранов Луи Стокса (Louis Stokes Cleveland Veterans Affairs Medical Center). Кроме очевидной пользы — улучшения возможностей манипулирования предметами и взаимодействия с окружающей средой, — новые протезы принесли пациентам избавление от мучительных фантомных болей.

Исследователи имплантировали три электродных манжета в руку Игоря Спетича (Igor Spetic) в мае 2012 года, соединив их со срединными, радиальными и локтевыми нервными узлами, создав таким образом в общей сложности 19 различных точек стимуляции.

Ещё один человек, Кит Вандерхьювел (Keith Vonderhuevel), также получил манжеты, соединённые с его нервными узлами в январе 2013 года, что позволило создать 16 точек стимуляции. Оба испытуемых потеряли часть руки в результате несчастных случаев на производстве. (далее…)

Искусственное сердце Carmat пересадили второму пациенту


Сердце Carmat.
Сердце Carmat.

Французская биомедицинская компания Carmat официально подтвердила 8 сентября информацию о том, что разработанное ею искусственное сердце получил второй с начала клинических испытаний устройства пациент, сообщает Reuters. Компания заявляет о твёрдом намерении продолжить испытания прибора, представляющего собой, по мнению создателей, наиболее совершенное искусственное сердце из всех существующих в мире на данный момент, на ещё двоих смертельно больных участниках, несмотря на гибель первого из них.

Сердце Carmat представляет собой биомеханический аналог живого сердца и призвано максимально полноценно заменить этот орган на достаточно долгий период времени, который может потребоваться пациенту в ожидании трансплантации донорского сердца. Среди преимуществ сердца Carmat перед существующими устройствами — малый вес (всего 900 граммов в сравнении с 6,1 килограмма, которое весит одобренное для применения в США, Канаде и Европе искусственное сердце производства SynCardia Systems), а также высокая биосовместимость с собственными тканями и органами организма, снижающая риск отторжения, благодаря применению самых современных синтетических и биоматериалов. В частности, все поверхности клапанов, непосредственно контактирующие с кровью, изготовлены из микропористого биоматериала, полученного из ткани сердечной мышцы коров. Это позволяет предотвратить риск образования тромбов — одну из основных проблем, возникающих при использовании имплантируемых устройств — и, соответственно, снизить пациентам дозу антикоагулянтов. (далее…)

Китайский мальчик стал первым человеком с созданным на 3D-принтере позвонком


Позвонок, имплантированный Кин Минлину.
Позвонок, имплантированный Кин Минлину.

Хирурги больницы при Пекинском университете впервые в мире имплантировали в позвоночник пациента титановый позвонок, напечатанный на 3D-принтере, сообщает Reuters. Пациентом стал 12-летний мальчик, чей позвонок был поражён онкологическим заболеванием.

Стандартная процедура при операциях, требующих замены поражённого позвонка, включает удаление костного фрагмента и постановку на его место титановой пластины, фиксирующейся с помощью специальных шурупов и хирургического цемента. Недостатком такого метода является риск смещения имплантата со временем. Для того чтобы исключить подобное развитие событий, китайские хирурги использовали данные компьютерной томографии и специализированное инженерное программное обеспечение для создания полного 3D-аналога собственного позвонка мальчика. Такой имплантат не требует дополнительного крепления, его внутренняя фиксация обеспечивается за счёт абсолютного соответствия анатомической структуре позвоночника пациента. (далее…)