Kuinka edistynyt proteesointi muutti tämän miehen 'nousevaksi kiborgiin'

Anonim
Utahin yliopiston käyttämä polycentrinen nilkka

Äskettäisessä vierailussaan Salt Lake Cityyn sain katsella kuuden miljoonan dollarin miehen uusimista. Haastattelin todellista bionista miestä - Alec McMorrisia - tai kuten hän haluaa kutsua itseään, "Yksi ensimmäisistä uusista kyborgeista; vahvistettu ihminen."

Tapasin McMorrisin Utahin yliopiston bionisen tekniikan laboratoriossa tohtorikoulutettavan tutkijatohtorin Sarah Hoodin ja päätutkijan Dr. Tommaso Lenzin kanssa, joille äskettäin myönnettiin 972 000 dollarin apuraha puolustusministeriöltä työn jatkamiseksi. Hood tarkisti kojelaudassa olevia tietoja, kun McMorris valmistautui suorittamaan päivän fyysiset testit ympäröiville laitteille.

McMorriksesta tuli amputee lokakuussa 2013. Yhtenä jäisenä aamuna ajaessasi I-80-moottoritietä juuri edessä ajava serkkunsa törmäsi vartijalle. McMorris veti ohi ja pääsi auttamaan. Muutamassa sekunnissa kuorma-auto törmäsi McMorrisin vartaloon 85 mailin etäisyydellä aiheuttaen vakavia vammoja. Hän oli elämäntuella viisi päivää.

How the Advanced Prosthetics Work

The lab' s prosthetic adapts motor torque and speed when sensing the human subject is climbing stairs, sitting, standing up, or traveling fast on terrain. The ankle produces 130 Newton meters>

Laboratoriossa Hood oli nyt valmis seuraamaan McMorrisin fyysisiä testejä. Hän ohjasi häntä aloittamaan portaiden kävelykokeilun. McMorris teki tämän useita kertoja perehtyäkseen siirtymiseen.

"Haluat käyttäjän hallitsevan, joten on täysin erilaista rakentaa täysin itsenäinen robotti", tohtori Lenzi huomautti. "Esimerkiksi konekonenäköä ei ole. Mutta se noudattaa muutamaa korkean tason sääntöä, joka robotissa on kova koodaus - ts. Mitä nopeammin haluat mennä, sitä enemmän energiaa syntyy kävelysykliin.

"Sen on oltava intuitiivinen, jotta se olisi tehokasta. Olemme tutkineet elektromysiografiaa lihaksen tuottamien signaalien seuraamiseksi, mutta luotettavin tapa on nyt yhdistää ne mekaanisiin antureihin, jotka on upotettu proteesiin", hän sanoi. sanoi.

Muutaman yrittämisen jälkeen on selvää, että McMorris antaa bionisen raajan tehdä asiansa - vahvistaa kävelyään. Sillä on oma vauhtansa ja voimansa ansiosta McMorris voi liikkua helposti, vetämättä lonkkaniveltään paikoilleen vetämällä passiivista proteesia takanaan. Tällä bionisella raadalla on oma sisäinen mekaniikka, joka vastaa McMorrisin vaatimuksia.

Suunnittelu raajoihin

"Olemme upottaneet adaptiiviset oskillaattorit", Hood kertoi minulle. "Nämä ovat matemaattinen työkalu, joka voi oppia minkä tahansa jaksollisen signaalin ja antaa sujuvan estimoinnin sen vaiheesta ja siirtymästä, mikä antaa meille mahdollisuuden siirtyä aikapohjaisesta vaihepohjaiseen ohjausjärjestelmään.

"Itse asiassa rakennamme robottiraajaproteeseja ja moottoripyöräisiä luontaisia ​​luurankoja, jotka ovat kestävämpiä ja mukautuvat luonnollisen liikkeen vaihtelevuuteen. Kokeet osoittavat, että tämä ohjausmenetelmä voi tarjota tehokkaasti apua vähentämällä käyttäjän vaivaa kävelyn aikana."

Samalla kun McMorris suoritti tänään testit, Hood tallensi tiedot seuraamaan parannuksia ajan myötä sekä sisällyttää muutoksia, jotka voidaan tehdä proteesiraajaan seuraavaa käyntiään varten.

McMorris työskentelee nyt proteesialan yrityksessä, joka neuvoo amputeutuneita kollegoita kehon uudelleen rakentamisen kokeissa. Seuraava: sarja työpajoja hänen kokemuksestaan ​​lähellä olevassa lukiossa.

Dr. Lenzi kertoi meille toivovansa tämän työn laajalle leviämistä lähivuosina. "Utahin yliopisto avaa uuden kuntoutussairaalan kampuksella vuonna 2020", hän kertoi PCMagille. "Tämä on huipputekniikka, jonka avulla voimme viedä tutkimuksemme seuraavalle tasolle."

liittyvä

  • Ison-Britannian insinöörit kehittelevät proteesikädet, jotka voivat nähdä
  • Tämä robotti saattaa tehdä invasiivisista kolonoskopioista menneisyyden Tämä robotti saattaa tehdä invasiivisista kolonoskopioista menneisyyden asia
  • Saitko sukset? Rakkausohjelma? Pään Utahin piinorinteisiin saitko sukset? Rakkausohjelma? Siirry Utahin piinorinteille

Tohtori Lenzi muutti ensin Chicagossa Utahiin, koska yliopisto on "historiallisesti maailmankuulu robottijärjestelmien kehittämisessä", hän sanoi. Hänen laboratorionsa liittyy vuonna 2016 avattuun robotiikkakeskukseen, jossa tiedekunnat keskittyvät kuntoutusrobotiikan, kirurgisten robottien, mikrorobotien, ilma-alusten, tarkkuusasemoinnin ja bio-inspiroimien vetomekanismien, toimilaitteiden ja antureiden alaan.

Kasvatessani Italiassa hän oli "aina kiinnostunut robotiikasta ja biotekniikasta, koska japanilainen anime oli jo varhain kiehtonut. Luulin vain olevani tyylikkäin kenttä - etenkin siksi, että halusin itse rakentaa asioita ja aloittaa tutkimuksen rinnalla. ."

Hänellä on paljon yritystä. Koska yrittäjiä hinnoitellaan lahden alueelta, New Yorkista ja muista innovaatiokeskuksista, tekninen kyky kasvaa yhä enemmän Utahiin, jota joskus kutsutaan Pii-rinteiksi.