Интерфейс, позволяющий управлять техникой с помощью силы мысли, чувствительные протезы и части тела человека, напечатанные на 3D-принтере, — все это современные открытия научного мирового сообщества для людей с особыми потребностями. В обзоре подробнее расскажем об этих и других разработках, которые в ближайшем будущем покинут лабораторные стены и станут доступны широкой публике.
Ученые уже долгое время работают над тем, чтобы сделать протезы для людей с особыми потребностями более чувствительными. Кожа человека легко растягивается и сжимается, сохраняя при этом чувствительность, а искусственная зачастую состоит из жестких элементов, которые не обладают такими свойствами.
В мае группе ученых из Стэнфордского университета под руководством доктора профессора Бао Чжэнань удалось разработать полностью мягкую и эластичную искусственную кожу, которая превращает тактильные ощущения в электрические сигналы с помощью сенсоров и передает их мозгу, пишет журнал Science.
Фото: Jiancheng Lai and Weichen Wang / Bao Research Group / Stanford University
Каждый слой кожи включает в себя миниатюрные сенсоры, которые распознают нажатия, температуру и растяжения. Транзисторы превращают сигналы от сенсоров в электрические импульсы, похожие на сигналы нейронов в головном мозге.
Эффективность электрической искусственной кожи проверялась на крысах. Она показала чувствительность материала к стимулам разной интенсивности. Эластичная искусственная кожа работает на низком и безопасном для человеческого тела напряжении в пять вольт.
В будущем ученые планируют интегрировать технологию в человеческие протезы. Однако, в первую очередь, необходимо сделать искусственную кожу беспроводной и разработать систему взаимодействия мозга с разными частями тела.
Инженеры из Техасского университета разработали кресло, которым парализованный человек может управлять силой мысли.
В испытаниях устройства приняли участие три парализованных человека, которые тренировались три раза в неделю в течение нескольких месяцев. Они носили специальные головные устройства с электродами, которые позволяли компьютеру преобразовывать определенные мозговые волны в команды для кресла.
Пациенты могли управлять направлением коляски с помощью мыслей о движении отдельных частей тела. Компьютер считывал их нейронные сигналы и превращал в команды.
Поначалу участники испытаний управляли креслом с точностью 43-55%, а после обучения этот показатель у некоторых составил 98%.
Ученые считают, что внедрение роботизированного интеллекта в систему позволяет добиться лучших результатов в неинвазивном управлении инвалидным креслом.
Исследователи Национального института здоровья США использовали 3D-печать для создания искусственной глазной ткани. Открытие является важным шагом в развитии регенеративной медицины. Анализ показал, что глазная ткань выглядит и ведет себя также как естественная.
Фото: www.theweek.in
Этот метод позволяет создать неограниченный запас тканей для изучения дегенеративных заболеваний сетчатки, в частности, возрастной макулярной дегенерации. Эта болезнь является основной причиной необратимой слепоты и потери зрения во всем мире.
Опыт доказал, что клетки сетчатки глаза, которые отвечают за передачу зрительной информации в мозг, возможно копировать слоями без каких-либо повреждений. Сегодня ученые Национального института здоровья США экспериментируют с добавлением иммунных клеток в процессе печати для лучшего воспроизводства ткани.
Они рассчитывают, что в будущем такие модели можно будет применять не только для изучения болезней, но и для их терапии.
С развитием алгоритмического интеллекта инженеры стремятся создавать все более удобные протезы для людей с особыми потребностями. Однако большинство из них слишком крупные, громоздкие, сложные или дорогие. Поэтому исследователи из Федерального института технологии в Цюрихе разработали доступное и удобное устройство Myoshirt для терапии пациентов с травмами рук, которым требуется восстанавливать работоспособность мускулатуры.
Myoshirt моделирует работу сухожилий и принимает на себя часть нагрузки при выполнении упражнений. Оно напоминает экзоскелет, однако не наделяет человека дополнительной силой или выносливостью.
Фото: ethz.ch
Устройство состоит из жилета, манжета на руки, системы тросов и мотора. Набор датчиков считывает движения тела человека и активирует мотор, подтягивающий трос и заставляющий руку сгибаться или разгибаться. Механические движения могут быть адаптированы к индивидуальным предпочтениям каждого пользователя. Так, человек может контролировать устройство и отключить его в любое время.
Синдром Дауна — одна из самых распространенных хромосомных аномалий, которая влияет на когнитивные функции. В попытке придумать способ справиться с симптомом нарушения когнитивных функций ученые из Университетской больницы Лилля и Лозанны в ходе экспериментов с мышами выяснили, что головному мозгу важен гормон GnRH.
В ходе эксперимента группа добровольцев согласилась получать GnRH каждые два часа в течение полугода. За это время гормональная терапия стимулировала у них рост и активность нейронов в областях мозга, связанных с познанием.
Фото: www.naked-science.ru
В результате пять из семи участников эксперимента стали лучше понимать инструкции к действиям и формы трехмерных объектов. Также регулярные инъекции GnRH помогли восстановить работу обоняния у некоторых участников. При этом биологи не зафиксировали никаких серьезных нарушений в работе организма.
Ученые уверены, что завершение опытов откроет дорогу для более масштабных испытаний терапии для людей с синдромом Дауна.
Получай актуальные подборки новостей, узнавай о самом интересном в Steppe (без спама, обещаем 😉)
(без спама, обещаем 😉)
