Wielki bunt – koniec wózków inwalidzkich?

Ktoś, kto nigdy nie korzystał z wózka inwalidzkiego, może pomyśleć, że nie ma dużej różnicy między nim a egzoszkieletem, a nawet, że to wózek inwalidzki zapewnia mobilność, szybszy i bardziej efektywny ruch. Jednak eksperci i sami niepełnosprawni podkreślają, że bardzo ważne jest, aby sparaliżowani nie tylko poruszali się, ale także podnosili z wózka i przyjmowali pozycję wyprostowaną.

12 czerwca 2014, krótko przed 17:XNUMX czasu lokalnego w Arena Corinthians w São Paulo, młody Brazylijczyk zamiast wózek niepełnosprawnychgdzie zwykle chodzi, wszedł na boisko nogami i wykonał swoje pierwsze podanie w Pucharze Świata. Miał na sobie egzoszkielet sterowany umysłem (1). 

1. Pierwsze kopnięcie piłki na mundialu w Brazylii

Prezentowana konstrukcja była efektem wieloletniej pracy międzynarodowego zespołu naukowców skupionych na projekcie Go Again. Sam egzoszkielet Wyprodukowano we Francji. Prace koordynował Gordon Cheng z Politechniki Monachijskiej, a technologia odczytu fal mózgowych została opracowana głównie w Stanach Zjednoczonych, w tym samym miejscu na Uniwersytecie Duke.

Była to pierwsza masowa prezentacja kontroli umysłu w urządzeniach mechanicznych. Wcześniej egzoszkielety były prezentowane na konferencjach lub filmowane w laboratoriach, a nagrania najczęściej znajdowano w Internecie.

egzoszkielet został zbudowany przez dr Miguela Nicolelisa i zespół 156 naukowców. Jego oficjalna nazwa to BRA-Santos-Dumont, od brazylijskiego pioniera Alberta Santosa-Dumonta. Dodatkowo dzięki sprzężeniu zwrotnemu pacjent musi „czuć” to, co robi, poprzez układy czujników elektronicznych znajdujących się w urządzeniu.

Wejdź do historii własnymi stopami

Historia 32-letniej Claire Lomas (2) pokazuje, że egzoszkielet może otworzyć osobie niepełnosprawnej drogę do nowego życia. W 2012 roku brytyjska dziewczyna, sparaliżowana od pasa w dół, zasłynęła po ukończeniu londyńskiego maratonu. Zajęło jej to siedemnaście dni, ale zrobiła to! Wyczyn ten był możliwy dzięki izraelskiemu szkieletowi ReWalk.

2. Claire Lomas w egzoszkielecie ReWalk

Osiągnięcie Pani Claire zostało uznane za jedno z największych wydarzeń technologicznych 2012 roku. W następnym roku zaczęła nowy wyścig ze swoimi słabościami. Tym razem postanowiła przejechać 400 mil lub ponad 600 km na ręcznym rowerze.

Po drodze starała się odwiedzić jak najwięcej miast. Podczas postojów założyła ReWalk i odwiedzała szkoły oraz różne instytucje, opowiadając o sobie i zbierając fundusze na pomoc osobom z urazami kręgosłupa.

Egzoszkielety do czasu wymiany wózki inwalidzkie. Na przykład są zbyt wolne, aby osoba sparaliżowana mogła bezpiecznie przejść przez jezdnię. Jednak konstrukcje te dopiero niedawno zostały przetestowane i już teraz mogą przynieść wiele korzyści.

Szkielet oprócz umiejętności pokonywania barier i komfortu psychicznego daje użytkownikowi wózka możliwość aktywnej rehabilitacji. Pozycja wyprostowana wzmacnia serce, mięśnie, krążenie i inne części ciała osłabione codziennym siedzeniem.

Szkielet z joystickiem

Berkeley Bionics, znana z projektu wojskowego egzoszkieletu HULC, zaproponowana pięć lat temu egzoszkielet dla osób niepełnosprawnych nosi nazwę - eLEGS (3). Jest to łatwy w użyciu projekt przeznaczony dla osób sparaliżowanych. Waży 20 kg i pozwala chodzić z prędkością do 3,2 km/h. na godzinę szóstą.

Urządzenie zostało zaprojektowane tak, aby użytkownik poruszający się na wózku inwalidzkim mógł go założyć i ruszyć w drogę w ciągu zaledwie kilku minut. Noszone są na ubraniach i butach, zapinane na rzepy i klamry, podobne do tych stosowanych w plecakach.

Zarządzanie odbywa się za pomocą interpretowanych gestów компьютер pokładowy egzoszkieletu. Chodzenie odbywa się przy użyciu kul, które pomagają utrzymać równowagę. ReWalk i podobne amerykańskie eLEGS są stosunkowo lekkie. Trzeba przyznać, że nie zapewniają pełnej stabilności, stąd wspomniana potrzeba oparcia się o kule. Nowozelandzka firma REX Bionics wybrała inną drogę.

4. Rex Bionics University of Applied Sciences

Zbudowany przez nią REX waży aż 38 kg, ale jest bardzo stabilny (4). Poradzi sobie nawet z dużym odchyleniem od pionu i stanie na jednej nodze. Jest też inaczej traktowany. Zamiast balansować ciałem, użytkownik używa małego joysticka. Robotyczny egzoszkielet, w skrócie REX, powstał w ciągu czterech lat i został po raz pierwszy zademonstrowany 14 lipca 2010 roku.

Opiera się na idei egzoszkieletu i składa się z pary robotycznych nóg, które pozwalają wstać, chodzić, poruszać się na boki, skręcać, pochylać się i wreszcie chodzić. Ta oferta skierowana jest do osób, które na co dzień korzystają z tradycyjnych produktów. wózek niepełnosprawnych.

Urządzenie otrzymało wszystkie niezbędne lokalne standardy i zostało stworzone z uwzględnieniem sugestii wielu specjalistów rehabilitacji. Nauka chodzenia z nogami robota zajmuje dwa tygodnie. Producent prowadzi szkolenia w REX Center w Auckland w Nowej Zelandii.

Mózg wchodzi w grę

Niedawno inżynier z University of Houston, José Contreras-Vidal, zintegrował interfejs mózgu BCI z egzoszkieletem w Nowej Zelandii. Więc zamiast kija, REX może być również kontrolowany przez umysł użytkownika. I oczywiście nie jest to jedyny rodzaj egzoszkieletu, który pozwala na „kontrolę mózgu”.

Grupa koreańskich i niemieckich naukowców opracowała poprawny system kontroli egzoszkieletu ruchy kończyn dolnych za pomocą interfejsu mózgowego opartego na urządzeniu elektroencefalograficznym i diodach LED.

Informacja o tym rozwiązaniu – niezwykle obiecująca z punktu widzenia np. osób na wózkach inwalidzkich – pojawiła się kilka miesięcy temu w specjalistycznym czasopiśmie „Journal of Neural Engineering”.

System umożliwia poruszanie się do przodu, skręcanie w lewo i w prawo oraz utrzymywanie stabilnego miejsca. Użytkownik zakłada na głowę typowe „słuchawki” EEG i wysyła odpowiednie impulsy, skupiając się i patrząc na układ pięciu diod LED.

Każda dioda LED miga z określoną częstotliwością, a osoba korzystająca z egzoszkieletu skupia się na wybranej diodzie z określoną częstotliwością, co skutkuje odpowiednim odczytem impulsów mózgowych w EEG.

Jak można się domyślić, ten system wymaga pewnego przygotowania, ale jak zapewniają twórcy, skutecznie wychwytuje niezbędne impulsy z całego szumu mózgowego. Nauka skutecznego kontrolowania egzoszkieletu, który porusza nogami, zajmowała badanym zwykle około pięciu minut.

Z wyjątkiem egzoszkieletów.

Zamiast tego egzoszkielety wózki inwalidzkie - ta technologia tak naprawdę nie rozkwitła, a pojawia się coraz więcej nowych koncepcji. Jeśli możliwe jest sterowanie bezwładnymi elementami mechanicznymi za pomocą umysłu egzoszkieletdlaczego więc nie użyć interfejsu takiego jak BCI dla bezwładnych mięśni osoby sparaliżowanej?

5. Sparaliżowana osoba chodzi z BCI bez egzoszkieletu.

Rozwiązanie to zostało opisane pod koniec września 2015 r. w czasopiśmie NeuroEngineering and Rehabilitation Specialists z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, kierowanego przez dr An Do, wyposażyło 26-letniego sparaliżowanego mężczyznę na okres pięciu lat w pilota EEG. na głowie i w elektrody odbierające impulsy elektryczne w mięśniach otaczających jego unieruchomione kolana (5).

Zanim po latach bezruchu mógł znowu używać nóg, najwyraźniej musiał przejść zwykłe szkolenie dla osób korzystających z interfejsów BCI. Studiował w wirtualnej rzeczywistości. Musiał również wzmocnić mięśnie nóg, aby utrzymać ciężar swojego ciała.

Z balkonikiem udało mu się przejść 3,66 metra, dzięki czemu zachował równowagę i przeniósł część ciężaru ciała. Bez względu na to, jak zaskakujące i paradoksalne może to zabrzmieć - odzyskał kontrolę nad swoimi kończynami!

Według naukowców, którzy przeprowadzili te eksperymenty, ta technika, wraz z pomocą mechaniczną i protezą, może przywrócić znaczną część sprawności ruchowej osobom niepełnosprawnym, a nawet sparaliżowanym i zapewnić większą satysfakcję psychiczną niż egzoszkielety. Tak czy inaczej, wielki bunt wagonów wydaje się nieuchronny.