Микропроцессорные протезы конечностей

29.10.2013

Современные протезы для ног обеспечивают неплохую мобильность для людей, лишенных конечностей. Однако у всех протезов есть один недостаток - они делают походку человека неестественной. В итоге почти половина людей с ампутированными ногами каждый год испытывают сложности с ходьбой, спотыкаются и падают.

В настоящее время исследователи из клиники Майо в сотрудничестве с учеными из Мичиганского технологического университета (США) сделали важный шаг для решения этой проблемы. Они создают бионические ноги, которые по ощущениям будут двигаться точно так же, как здоровые ноги. Во время прогулки человек с ампутированной ногой не заметит дискомфорта, а окружающие не заметят никаких особенностей в походке.

Весь секрет кроется в лодыжке. Ученые работают над созданием голеностопного протеза, который управляется микропроцессором. Это очень сложный сустав, но инженерам удалось максимально приблизить его подвижность к естественной. Компьютеризированный протез оснащен чувствительным датчиком, который фиксирует давление в нижней части ног и определяет, как человек ходит. Датчик мгновенно посылает сигналы в микропроцессор, который, в свою очередь, регулирует протез так, чтобы походка стала более естественной.

В настоящее время протезы с микропроцессорным управлением, доступные людям с ампутированными ногами, могут двигать искусственную ногу только в одном направлении, а это удобно, только если человек идет строго вперед. Но в обычной жизни человек двигается в разные стороны, переступает препятствия, сворачивает, разворачивается и т.д. Новый голеностопный сустав, разработанный инженерами Мичиганского технологического университета и медиками клиники Майо, может перемещаться по двум осям, включая крен в стороны, а также подъем ног вверх и вниз. Кроме того, разработчики переместили механизм управления протезом вверх. Это облегчает пользование протезом, делает его более удобным и простым.

Для своего исследования команда спроектировала и построила большую круглую беговую дорожку, по которой роботизированная нога "гуляет" по кругу. В тестах протез мог имитировать человеческую ходьбу по прямой и с поворотами. В настоящее время ученые дорабатывают протез и прикладывают все усилия, чтобы сделать его доступным для людей с ампутированными конечностями.

Новый протез не только улучшит маневренность при ходьбе, но также сделает ходьбу более безопасной. Ведь для многих людей с ампутированными ногами падения - обычное явление. Бионическая нога сведет вероятность падения к минимуму.

<< Назад: Смартфон LG Flex 29.10.2013

>> Вперед: Термостойкая солнечная панель с высоким КПД 28.10.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Забывчивость может зависеть от времени суток 15.12.2021 Каждый раз, когда вы не можете что-нибудь вспомнить, на то есть две основные причины - или вы не приложили достаточно усилий, чтобы запомнить информацию (например, имя человека, с которым вас познакомили минуту назад), или же информация сохраняется в вашем мозгу, но в этот момент вы не можете ее добыть (как это бывает, например, со словами вашей любимой песни, которую вы почему-то забыли). Многие ученые исследуют, как формируются воспоминания. Биология забывания сложна для изучения, поскольку очень трудно разграничить два явления: когда вы что-то знаете, но в определенный момент не можете вспомнить, и когда вы это действительно забыли, то есть информация стерлась из вашего мозга. Для исследования команда ученых Токийского университета Сатоши Кида выбрала молодых мышей мужского и женского пола. В фазе обучения научные работники предложили мышам исследовать новый объект в течение минуты. В следующей фазе ученые наблюдали, сколько времени они касались этого объекта, когда им снова его показали. Если мыши уже видели объект, им нужно было меньше времени, чтобы связаться с ним. Ученых интересовало, сколько времени мыши будут касаться объекта в разное время суток. Ученые провели этот эксперимент со здоровыми мышами и мышами без белка BMAL1, регулирующего экспрессию ряда генов. Известно, что BMAL1 регулируется циркадными ритмами - его концентрация самая низкая перед пробуждением и самая высокая перед засыпанием. Специалисты использовали так называемый Цейтгебер (Zeitgeber) - естественные биологические часы организма. Сон мышей приходился на время по Цейтгеберу от 1 до 12, а бодрость - от 12 до 24. Фазу "обучение" проводили по Цейтгеберу-времени 10, а вспоминание - по времени 4. Оказалось, что мыши, которых "обучали" как раз перед тем, как они нормально просыпались, и тестировали после того, как они ложились спать, узнавали объект. Однако мыши, которых "обучали" в то же время, но тестировали через 24 часа, его уже не узнавали. Здоровые мыши и мыши без BMAL1 продемонстрировали примерно одинаковые результаты, однако мыши без BMAL1 были особенно забывчивы перед пробуждением по цейтгебер-времени. Из исследования ученые заключили, что мыши не узнают предмета, который они точно перед тем видели и знают, если их разбудить из сна как раз накануне их естественного пробуждения. Интерпретация результатов исследования связывает BMAL1 с активацией дофаминных рецепторов и других сигнальных молекул в гиппокампе - области мозга, что отвечает, в частности, за формирование воспоминаний.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025