Легкий экзоскелет помогает ходить людям с ампутированной выше колена ногой

Исследователи из университета Юты (США) создали экзоскелет, который может облегчить ходьбу людям с ампутацией выше колена. Новая система, в которой используется электромеханический привод, прикрепленный к бедру, и искусственный интеллект, адаптирующийся к стилю ходьбы каждого человека, значительно снижает энергопотребление пользователей.

Информацию о свое разработке ученые опубликовали в журнале Nature Medicine.

Ампутации выше колена представляют особую сложность с точки зрения ходьбы. Многие мышцы ноги удалены, а это значит, что мышцам, как остаточным, так и неповрежденным, предстоит большая работа. Обычные протезы ног не оказывают никакой помощи при ходьбе, поэтому пользователям приходится затрачивать значительное количество энергии, чтобы при каждом шаге приводить их в движение. Вследствие этого, даже если у человека есть возможность двигать бедром, его возможности при ходьбе весьма ограничены. Не хватает силы и диапазона движения.

Новый экзоскелет призван решить эту проблему. Он обхватывает поврежденную ногу и талию и использует актуатор для оказания помощи при ходьбе. Компонент искусственного интеллекта помогает настроить активность экзоскелета для каждого пользователя, а актуатор может быть переключен на любую ногу, в зависимости от того, с какой стороны ампутация.

Устройство предназначено для оказания помощи и снижения затрат энергии на ходьбу. Пока что исследователи протестировали его на группе из шести человек с ампутацией выше колена, которые носили экзоскелет, измеряя при этом скорость метаболизма. Для этого они ходили по беговой дорожке, а исследователи измеряли уровень углекислого газа и потребление кислорода. Поразительно, но экзоскелет снижал потребление энергии в среднем на 15,6%.

По словам разработчиков,

Мы очень близки к тому уровню, что расходует обычный человек при той же скорости. В зависимости от степени физической подготовки расход энергии почти неотличим от расхода энергии трудоспособного человека.