Американские инженеры из Массачусетского технологического института разработали систему, которая может позволить пользователям роботизированных протезов более чутко управлять своими бионическими конечностями. Технология предполагает имплантацию пар маленьких магнитных шариков в мышцы. Когда мышцы сокращаются, бусинки сдвигаются ближе друг к другу, что позволяет протезам более точно вычислять намерения пользователя и отражать их.
Информация об этом исследовании была опубликована в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.
Существующие системы измеряют электрическую активность в мышцах, но это не так точно, как измерение фактического движения мышц. Ученые протестировали новую технологию на индейках, показав, что имплантированные магниты не вызывают воспаления или раздражения. Важно отметить, что они могли помочь в очень точном измерении длины мышц, когда индейки проходили полосу препятствий, что отражает реальные условия вне лаборатории.
Эта новейшая разработка направлена на улучшение способа, с помощью которого роботизированные протезы могут чувствовать намерения пользователя и двигаться соответствующим образом. В настоящее время такие устройства обычно определяют электрическую активность мышц с помощью процесса, называемого поверхностной электромиографией. Однако этот подход не учитывает мышечную активность, в том числе скорость движения и длину мышцы во время сокращения.
Чтобы устранить это ограничение, исследователи Массачусетского технологического института разработали новый метод, который они назвали магнитомикрометрией. Он включает в себя простые пары имплантированных магнитных шариков, которые перемещаются вместе при сокращении мышцы и отдаляются друг от друга при ее расслаблении. Идея заключается в том, чтобы роботизированные протезы могли определять магнитный сигнал от мышц и определять намерения пользователя.
Хотя исследователи показали, что технология работает в контролируемых условиях в лаборатории, важно протестировать новый метод в реальном мире. Исходя из этого, инженеры имплантировали магнитные бусины индейкам и заставили их бегать по полосе препятствий. Птицы бегали и прыгали через препятствия, а исследователи оценивали, могут ли магнитные бусины давать точные показания длины мышц.
Как показали тесты, система оказалась очень полезной для оценки длины мышц и могла проводить измерения менее чем за миллисекунду. Более того, по точности она выгодно отличалась от более традиционного оборудования. Исследователи также изучили воздействие бусин на организм и обнаружили, что они не вызывают раздражения в мышцах, что позволяет предположить, что они подходят для долгосрочной имплантации.
