Cum funcționează proteza cibernetică

Psihofiziologul Alexander Kaplan privind neurointerfeurile, funcționarea cyberprotezelor și gestionarea dispozitivelor executive externe

Protesia chimică este produsul mai multor discipline: medicină, neurofiziologie, inginerie și programare. Această nouă generație de proteze, în care sunt încorporate mecanisme de control automat, de fapt, atunci când se transpune piciorul atunci când mersul pe jos, nu se gândește la ce activitatea totală privind transferul picioarelor, o schimbare în înclinarea sa într-o etapă de ciclu, schimbarea simultană a unghiul de îndoire a genunchiului și așa mai departe . Toate cele de mai sus sunt mecanisme automate.







Până în prezent, cel mai bun lucru care poate permite majoritatea persoanelor cu handicap care au pierdut, de exemplu, piciorul de la genunchi - este atașat la tija verticală butuc coapsei cu o balama de jos atașat pe bara orizontală, care înlocuiește piciorul. Problema de proteze mecanice este ca persoana in loc de picioare primește un opritor mecanic, care forța se deplasează musculare rămase în ciclul pas. Proteza cibernetică, echipată cu elice și o baterie, este de fapt un picior de mers pe jos. Strâns atașat de proteza cultului nu va necesita doar mai puțin efort la mers, ci va face mișcarea unei persoane mai naturală și confortabilă. În acest caz, tempo-ul, dimensiunea pasului și alți parametri de mișcare pot fi ajustați pentru un anumit utilizator.
Cu toate acestea, chiar și bine pus la punct proteza, care permite o persoană fără un băț și cârje să meargă cu ușurință pe o suprafață plană, nu, în cazul în care este nevoie pentru a merge în sus pașii și să se întoarcă într-o direcție sau alta. Pentru fiecare nou mod de mișcare a setărilor. Modurile de comutare a mișcării protezei nu mai pot fi automate, deoarece intenția de a schimba mișcarea se naște în capul persoanei, o proteză cibernetică nu poate fi cunoscută despre aceasta.

Astfel, proteza cibernetică perfectă pentru toate mecanismele sale automate ar trebui să aibă în continuare un sistem de control direct din creier, cel puțin pentru modurile de comutare. Din fericire, până în prezent, ea a dezvoltat o tehnologie speciala - interfata „creier - calculator“ permițând înregistrarea pe baza biopotențialelor creierului comenzi citește simplu om (de la stânga la dreapta, înainte și înapoi, și așa mai departe). Convertite în semnale pentru mecanismele protezei, ele vă permit să schimbați modurile de activitate. Astfel, o persoană poate vorbi în timp ce se deplasează într-un mod natural, adică, comenzi mentale pentru a regla modurile de protezare, în funcție de natura terenului și scopul mișcării sale, nu folosind un unele controale suplimentare.

În descifrarea comenzilor mintale, nu există nici un misticism. Pre-om invitat de multe ori pentru a juca mental mișcarea dorită, sistemul de recunoaștere a modelului algoritmică găsește o potrivire între intențiile și caracteristicile specifice în activitatea electrică a creierului. Instruit în acest fel algoritmii în viitor, chiar și atunci când manifestarea liberă a intențiilor persoanei pe direcția de deplasare, cu fiabilitate buna detecta semne de intenție în corecția de mișcare, care au fost difuzate imediat proteza ca o comandă pentru a comuta de automatizare de la modul dorit: se deplasează în sus pe scara , la dreapta și așa mai departe. Aceleași principii de gestionare sunt, de asemenea, stabilite în proteze cibernetice ale membrelor superioare. De exemplu, în periile de proteză sunt construite 5-6 motoare, care sunt degetele bine controlate. Pe piață există deja perie kiberprotezy cu gestionarea regimurilor lor, deși nu este de la creier, ci prin ele însele rămânând în mușchii membrelor.







Perspectivele utilizării tehnologiei neurointerferelor

Proteze cibernetice cu funcționalitate completă nu au fost încă realizate, însă în multe laboratoare ale lumii, inclusiv pe cele ale noastre, cercetările se fac deja în această direcție.

În ceea ce privește tehnologia în sine de înregistrare a activității electrice a creierului, atunci acesta este luat din medicamentul și în prezent este foarte practic: la cap mai mulți senzori suprapuse, să poarte capac special cu built-in multi-senzori biopotențialelor, care sunt conectate situate imediat unitatea de procesare, decriptează aceste biopotențialelor și transmiterea comenzilor actuatorilor.

Desigur, există perspective pentru utilizarea unor astfel de tehnologii de control mental al automatizării nu numai pentru pacienții care au pierdut un membru. Este posibil, de exemplu, să luați un astfel de control asupra corpului uman: să controlați dispozitivele externe executive. Poate că aceasta va fi o soluție bună pentru diferite sfere ale industriei civile și militare, de exemplu, pentru controlul la distanță a diferitelor tipuri de dispozitive cibernetice - de la manipulatori la roboți.
Protezele cibernetice pot înlocui nu numai membrele pierdute. Toată lumea știe că timp de multe decenii, cu unele operații chirurgicale complexe, trebuie să oprești inima. În acest moment, o proteză de inimă reală este legată de o persoană care, în timpul operației, își îndeplinește funcția - pompa de sânge. Cu toate acestea, puțini oameni numesc acest dispozitiv complexul cardiac-pulmonar artificial, deoarece este mai degrabă o dulap decât o inimă. Aceasta este problema - de a face astfel de complexe de mici dimensiuni, construit direct în organism. Acest lucru se aplică nu numai inimii, ci și oricărui alt organ: ficatul, rinichii, pancreasul și altele. Mi se pare că știința și tehnologia s-au apropiat foarte mult de crearea de proteze compacte ale organelor interne. Și principalele dificultăți în crearea circuitelor de control artificial pentru aceste organe direct din creier pe baza tehnologiei interfeței creier-computer au fost practic eliminate.

Excepția acestei mișcări la organele protetice este cel mai probabil creierul în sine, deoarece creierul este un dispozitiv informatic-analitic. Stochează memorie, abilități, masă de informații, de fapt, cunoștințele noastre despre lume. Indiferent cât de perfectă este electronica ciberneticului artificial, nu va fi posibil să transferăm experiența vieții unui individ. Acesta nu este un picior cibernetic, care nu necesită transferul memoriei piciorului natural în el pentru a îndeplini o funcție de sprijin. Prin urmare, protezele totale ale creierului uman sunt cel mai probabil imposibile. Cu excepția cazului în unele părți ale creierului sunt potrivite pentru proteze, ele sunt foarte limitate în dimensiune și funcție.

Dacă vrei să afli mai multe despre principalele probleme legate de activitatea creierului neurostiintele si decodarea moderne este înregistrat pe intensitatea Alexander Kaplan „neyrointerfeys noua tehnologie de contact cu creierul.“ care va avea loc la 14 mai la Academia de Post-Știință.

Cum funcționează proteza cibernetică

Doctor în științe biologice, psihofiziolog, profesor la Departamentul de Fiziologie a Umanilor și Animalelor, șeful Laboratorului de Neurofiziologie și Neuro-interfețe la Facultatea Biologică a Universității de Stat din Moscova. M.V. Lomonosov







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: