Думата „бионик“ предизвиква образи на научната фантастика. В действителност обаче бионичните системи - комбинацията от инженерство и роботика с биология (човешкото тяло) се превръщат в реалност тук и сега.

панталони

По-възрастните и по-малко стабилни на краката ви? Имате нужда от бионичен екзоскелет. Имате проблеми с изкачването по тези стълби? Опитайте чифт бионични панталони. Най-голямото предизвикателство тези бионични системи да бъдат повсеместни е огромният брой ситуации, в които искаме да ги използваме и големите разлики в човешкото поведение и човешките органи. Понастоящем няма просто решение.

Така че ключът към нашето бионично бъдеще е адаптивността: трябва да създадем бионични устройства, които да се адаптират към нашата среда и към нас. За да постигнем това, трябва да комбинираме три важни технологии: засичане, изчисление и активиране.

Усещането може да бъде постигнато със сензори, които директно записват мозъчната, нервната и мускулната активност, и с устройства на тялото, като акселерометри, които косвено измерват движението на крайниците. След това компютрите свързват тази информация с модели на човешко поведение - често съобразени с лична информация за това как се движи потребителят - и предсказват движенията, които потребителят ще започне. В крайна сметка компютърните системи използват тези прогнози, за да разсеят мощността към набор от задвижващи устройства. Тази стъпка на контрол осигурява необходимата помощ и подкрепа, като постоянно се адаптира към променящите се организации и променящата се среда.

Днес повечето бионични помощни средства са направени от твърди материали, като метали и пластмаси, и се захранват от конвенционални двигатели и редуктори. Тези технологии са добре установени, но тяхната твърдост и твърдост могат да бъдат основен недостатък. В природата преобладават меките материали като мускули и кожа, а като хора намираме утеха в меки материали като ръце или седене на диван.

Мека роботика за бионични камбани

Появяват се нови „меки роботизирани“ технологии, които имат потенциала да преодолеят ограниченията на конвенционалната твърда бионика. Тези системи, както подсказва името им, използват меки и удобни материали, които работят по-естествено с човешкото тяло. Вместо твърди метали и пластмаси те използват еластични материали, каучуци и гелове. Вместо двигатели и скоростни кутии те се захранват от интелигентни материали, които се огъват, въртят и изтеглят при стимулиране, като електричество.

Тези интелигентни материали могат да имитират контракциите на биологичните мускули и често се наричат ​​„изкуствени мускули“. С този напредък вече сме в състояние да създадем радикално нови адаптивни бионични помощни и рехабилитационни устройства, включително интелигентни бионични панталони.

Изследователският съвет за инженерни и физически науки наскоро обяви инвестиция от 5,3 милиона британски лири в изследвания, насочени към следващото поколение адаптивни бионични устройства. Това включва финансиране на разработването на интелигентни роботизирани панталони, които да помогнат на хората с увреждания и възрастните хора да запазят своята мобилност и независимост.

Проектът за интелигентни панталони - голямо сътрудничество между университетите в Бристол, Лийдс, Нотингам, Саутхемптън, Стратклайд, Лафборо и Западна Англия - има за цел да демонстрира осъществимостта на напълно самостоятелно интелигентно облекло. Умните панталони биха могли да наблюдават намеренията на ползвателя и да оказват автоматична помощ, ако е необходимо, например при ставане от стол или изкачване на стълби.

Разбира се, това е нещо повече от просто технологично упражнение. Меките роботизирани дрехи ще трябва да бъдат удобни, лесни за обличане, хигиенични и стилни. Това са важни съображения, които изискват пряко участие от крайните потребители и този проект ще се консултира отблизо с целевите крайни потребители и клинични експерти.

Бъдещето на интелигентните панталони може да се крие в още по-тясна интеграция с човешкото тяло. Чрез имплантиране на сензори под кожата, които директно наблюдават нервните сигнали, може да се измери още по-точна информация за намеренията на потребителя. Това ще позволи на бъдещите устройства да имат много по-естествена връзка с потребителя.

Потенциалът на този подход беше демонстриран в неотдавнашно проучване на Медицинския университет във Виена, където трима пациенти с тежки наранявания на ръцете се явиха доброволно за ампутация на ръката и ги замениха с функционални протезни ръце, контролирани от собствените им нервни сигнали. Тогава те успяха да извършват по-сложни манипулации с ежедневни предмети, след това бяха преди трансплантациите.

Тези вълнуващи нови технологии се стремят да предвестят нова ера на меки роботизирани носими бионични устройства за релеф и рехабилитация, които работят в хармония и се адаптират към нашите крехки човешки тела.