Ketika seseorang kehilangan anggota tubuh, mimpi terpentingnya adalah merasakan lengan atau kakinya lagi. Dan tidak hanya untuk merasakan, tetapi untuk melakukan dengan anggota tubuh semua gerakan yang tersedia sebelum cedera atau sakit: mengambil cangkir, mengikat sepatu, berjalan dengan penyangga di kedua kaki. Prostesis bionik, atau perangkat kompleks yang menangkap impuls saraf, memungkinkan Anda mengembalikan peluang yang hilang.
Bagaimana prostetik pintar muncul?
Prototipe prostesis "hidup" ditemukan dan dijelaskan oleh penulis fiksi ilmiah. Dalam karya mereka, lengan, kaki, mata, dan hati yang hilang dalam pertempuran digantikan oleh asisten mekanik yang bekerja lebih baik daripada organ hidup. Contoh paling terkenal adalah Cameron's Terminator, yang hanya mengambil penampilan seseorang.
Hanya sedikit orang yang tahu bahwa prototipe prostesis modern berasal dari abad ke-19, ketika sebuah bola logam dimasukkan ke dalam kaki kayu untuk membuat bagian bawahnya dapat digerakkan. Namun pada abad ke-20, perangkat primitif ini digantikan oleh prostesis bionik yang dibuat dari gabungan beberapa ilmu: kedokteran, teknik, bionik, dan elektronik.
Ilmuwan dari berbagai negara memperdebatkan keunggulan dalam masalah ini, tetapi faktanya adalah yang pertamaProstesis lengan bionik fungsional dipresentasikan pada pameran ortopedi di kota Leipzig Jerman pada tahun 2010. Bertahun-tahun telah berlalu sejak peristiwa ini, sejumlah besar tangan, lengan, kaki, kaki palsu dan bahkan cakar anjing telah dikembangkan di dunia.
Apa itu bionik?
Ini adalah seluruh ilmu yang mempelajari satwa liar dan kemungkinan mentransfer prinsip kerja makhluk hidup ke dalam analog industri. Insinyur mengintip ide dari alam dan mewujudkannya dalam perangkat dan struktur mereka. Dalam pengertian ini, prostesis bionik hanyalah setetes air di lautan. Jadi, pengencang Velcro yang diketahui semua orang hanya meniru cara biji burdock bergerak. Pengisap dipinjam dari lintah. Saat merancang kapal selam, mereka mengambil cacing tanah sebagai model - semua "kompartemen"-nya otonom. Kerawang logam yang sangat kuat dari menara Ostankino dan Eiffel adalah salinan yang diperbesar dari tulang tubular manusia. Tenunan logam yang sangat dikagumi semua orang adalah salinan dari struktur jaringan tulang, menggabungkan kekuatan dan fleksibilitas.
Bahkan gedung bertingkat tinggi di mana keluarga yang berbeda tinggal pada waktu yang sama dihapuskan dari sarang lebah. Gagasan tentang kehidupan orang yang berbeda dalam "sel" di bawah satu atap dengan komunikasi umum meniru cara hidup koloni lebah.
Inkarnasi bionik ditemukan di banyak objek di sekitar kita: ban mobil, pesawat terbang, kamera pengintai, kapal, dan artikulasi yang paling umum.
Bagaimana cara kerja prostesis bionik sederhana?
Setelah cedera atau sakit, anggota badan diamputasi. Tunggul yang tersisa terdiri dari banyakjaringan: kulit, otot, tulang, pembuluh darah, dan saraf. Selama operasi, ahli bedah membawa saraf motorik yang tersisa ke otot besar yang tersisa. Setelah luka operasi sembuh, saraf dapat mengirimkan sinyal motorik. Sinyal ini diterima oleh sensor yang dipasang pada prostesis. Program komputer yang kompleks terlibat dalam proses memahami impuls saraf.
Oleh karena itu, prostesis bionik hanya dapat melakukan tindakan yang ditentukan dalam program ini: mengambil sendok, garpu atau bola, menekan tombol, dan sejenisnya. Dibandingkan dengan tidak adanya anggota badan, kemungkinan jumlah gerakan yang terbatas adalah peningkatan yang sangat besar. Namun, bahkan prostesis bionik terbaik dan tercanggih pun belum dapat melakukan semua gerakan kecil dan tepat yang dapat dilakukan oleh anggota tubuh yang hidup.
Bagaimana impuls saraf berjalan dari otak ke prostesis?
Untuk memahami cara kerja prostesis bionik, Anda perlu mengingat fisiologi manusia normal.
Gerakan yang kita lakukan berulang kali di siang hari disebut otomatis. Bangun, pergi ke toilet, mencuci, menyikat gigi, berpakaian - semua ini tidak menimbulkan pikiran apa pun dalam diri kita. Tubuh melakukan semua yang dibutuhkan seolah-olah dengan sendirinya. Namun sebenarnya, awal dari setiap gerakan adalah sebuah pemikiran. Artinya, pada awalnya kita berpikir: kita perlu menyikat gigi, membuat kopi, berpakaian. Otak mengirimkan sinyal ke otot-otot yang terlibat dalam gerakan ini. Otot dapat berkontraksi atau berelaksasi hanya dengan sinyal dari otak. Tetapi prosesnya berlangsung begitu cepat dan lancar sehingga kita tidak punya waktu untuk menyadari apa yang sedang terjadi. PADADalam kasus prostesis, semuanya lebih rumit: pada awalnya, sinyal gerakan dibaca oleh elektroda yang terletak di sebelah saraf yang dibawa ke otot, dan kemudian dikirim ke prosesor di dalam prostesis. Proses ini juga cukup cepat, tetapi kecepatan melakukan tindakan masih kalah dengan anggota tubuh yang hidup.
"Bagian" manusia buatan
Sejak prostesis bionik pertama kali diperkenalkan, sains telah berkembang pesat. Jika model pertama berukuran besar, sakelar yang diperlukan dan hanya dapat melakukan gerakan paling sederhana, maka model modern hampir tidak dapat disebut prostesis. Ini adalah karya rekayasa elegan yang terlihat seperti keluar dari layar film futuristik.
Prostesis benar-benar mirip dengan tangan yang sehat, dapat menulis, memegang peralatan makan, setir mobil, atau telur ayam. Untuk kesempurnaan gerakan, jaringan orang itu sendiri kadang-kadang digunakan dari bagian tubuh lain - dari kaki, misalnya.
Ide dari masa depan
Insinyur dan ilmuwan tak terbendung dalam fantasi mereka. Jadi, para ilmuwan bahkan dapat "melewati" retina mata yang rusak, menyiarkan gambar lingkungan langsung ke saraf optik. Seseorang yang buta karena cedera, dengan menjaga saraf optiknya, dapat mengandalkan untuk melihat wajah-wajah yang sudah dikenalnya lagi atau matahari terbit yang indah.
Sudah ada perangkat yang meningkatkan fungsi otak. Misalnya, kelumpuhan tremor atau penyakit Parkinson dapat diobati dengan elektroda yang ditanamkan.
Kepada orang-orang yang menjadi tidak dapat bergerak karenakelumpuhan menanamkan elektroda langsung ke otak sehingga mereka dapat mengontrol lengan dan kaki buatan. Untuk seseorang yang sepenuhnya bergantung pada orang lain, kemungkinan untuk melayani diri sendiri adalah kebahagiaan yang tak terlukiskan.
Masalah chip yang ditanam di bawah kulit yang dapat menggantikan kunci, kartu bank, dan kartu identitas pada saat yang sama sedang dibahas.
Apa yang kita miliki?
Perusahaan paling terkenal yang memproduksi prostesis bionik di Rusia adalah Pusat Prostetik dan Rehabilitasi Moskow. Di sini, prostesis dirakit dari modul, produk dari Jerman, Islandia, dan Rusia digunakan.
Prostesis setiap orang memiliki karakteristik masing-masing. Ini adalah tingkat amputasi, dan berat badan, dan tinggi badan, dan pekerjaan, fitur gaya berjalan dan gerakan kecil, usia. Banyak modul belajar mandiri yang digunakan. Tidak hanya seseorang beradaptasi dengan prostesis, tetapi juga prostesis untuk seseorang. Modul belajar mandiri, dilengkapi dengan kecerdasan buatan bawaan, mengingat fitur gaya berjalan dan rute gerakan. Modul "mempelajari" tidak hanya lebar anak tangga dan beban pada tungkai, tetapi juga mengingat jumlah dan tinggi anak tangga, lubang dan lubang di jalan. Modul mereplikasi tindakan otak mempersiapkan langkah atau gerakan lainnya.
Berapa biaya prostesis "hidup"?
Biaya prostetik bionik masih tinggi dan dapat mencapai jutaan rubel dalam kasus yang kompleks. Namun, kembalinya ke kehidupan yang penuh sulit untuk dinilai dari segi materi. Faktanya, pemasangan prostesis bionik adalah satu-satunya cara bagi penyandang disabilitas untuk kembali normalhidup: membangun dan melaksanakan rencana, mendukung keluarga, mencapai ketinggian karier.
Yang terpenting kembali ke masyarakat yang sehat dan mandiri. Orang dengan prostesis "hidup" terus menjalani kehidupan normal, menari dan bahkan menerima penghargaan olahraga. Artinya, prostesis menjadi begitu banyak bagian dari seseorang sehingga sulit untuk membedakan tindakan otot hidup dari rekan-rekan bionik mereka.
Prostetik: tahapan perkembangan
Dibandingkan dengan tangan prostetik bionik konvensional - terobosan nyata. Baru-baru ini, seseorang yang kehilangan tangan hanya dapat mengandalkan dua kemungkinan: lipatan kulit dibentuk antara ulna dan jari-jari sehingga seseorang dapat mengambil benda besar, atau sebuah kait dipasang pada tunggulnya. Keduanya tidak nyaman dan tidak estetis. Hari ini, bahkan pembentukan tunggul untuk prostesis masa depan dimulai di ruang operasi. Dari hari-hari pertama periode pasca operasi, seorang ahli prostetik bekerja dengan korban, membantu memilih kombinasi bagian terbaik. Tunggul dibentuk dan dilatih, dan bagian-bagian dari protesa masa depan secara maksimal disesuaikan dengan kemungkinan yang tersisa. Manset silikon halus dengan chip tertanam bersentuhan dengan kulit. Tidak ada lecet dari prostesis modern. Program untuk setiap produk dikembangkan secara individual, tergantung pada apa yang dilakukan orang tersebut. Tugasnya adalah mengembalikan fungsi tersebut sebanyak mungkin.
Membantu Penyandang Cacat
Seseorang yang kehilangan anggota tubuh harus menjalani pemeriksaan medis dan sosial tanpa gagal. Bersamaan dengan pembentukan kelompokdisabilitas, program rehabilitasi sosial sedang dikembangkan untuk semua orang. Rehabilitasi melibatkan penggunaan, pertama-tama, sarana teknis yang berkontribusi pada kembalinya seseorang untuk bekerja. Semua prostesis anggota badan bionik termasuk dalam daftar wajib sarana teknis tersebut. Seseorang memiliki pilihan: dalam kerangka program rehabilitasi, menerima produk jadi atau membelinya sendiri dengan menerima kompensasi moneter berikutnya. Jumlah kompensasi dihitung berdasarkan biaya rata-rata produk prostetik serupa.
Apa yang sedang dikerjakan pengembang?
Tangan prostetik bionik modern dengan sempurna melakukan gerakan halus, tetapi seseorang tidak mendapatkan sensasi darinya seperti yang biasa dia lakukan. Jadi, prostesis bisa membelai rambut seseorang, tetapi Anda tidak bisa merasakan kehangatan kulit kepala dan kelembutan rambut. Para ilmuwan sekarang bekerja untuk menghilangkan kekurangan ini. Spesialis telah mempelajari cara menyambung tulang dengan titanium, dan menghubungkan sensor gerakan dan perasaan langsung ke saraf yang hidup. Dengan demikian, tangan bionik sepenuhnya menggantikan tangan yang hidup, dan seseorang menerima sensasi sentuhan, yang telah hilang selama bertahun-tahun. Koneksi langsung saraf dan otot dengan perangkat teknis sangat meningkatkan kecepatan gerakan, membawanya lebih dekat ke alam.
Terdiri dari bagian apa kaki bionik?
Prostesis kaki bionik modern mencakup beberapa elemen wajib, seperti:
- manset silikon dengan sensor bawaan;
- dukungan - batang titanium, berbentuk sepertistik drum;
- modul artikulasi dengan mesin mikro dan prosesor;
- unit kecerdasan buatan yang memproses semua sinyal yang masuk.
Model prostesis terbaru dari perusahaan terkemuka Jerman memiliki lapisan khusus yang sangat mirip dengan kulit. Kulit sintetis memiliki tujuan ganda: melindungi detail prostesis dari kelembapan dan melakukan fungsi kosmetik. Anda dapat membiarkan prostesis berlapis, mandi dengannya, dan berjalan melewati genangan air.
Sedikit fantasi
Hari ini, beberapa orang tinggal di planet yang sama dengan kita, memiliki 2 dan bahkan 3 prostesis bionik pada saat yang bersamaan. Menemukan kulit sintetis yang mengubah kekakuan. Eksoskeleton telah ditemukan untuk membantu orang lumpuh berjalan. Produk yang dikembangkan dikendalikan oleh kekuatan pikiran. Eksperimen sedang dilakukan untuk menumbuhkan saraf di saluran mikro. Secara teoritis, hari di mana mungkin untuk menumbuhkan saraf dengan panjang yang dibutuhkan tidak lama lagi. Para ilmuwan mencoba mengaburkan batas antara satwa liar dan perangkat teknis. Jumlah gerakan yang dilakukan oleh prostesis bionik terus meningkat, begitu juga dengan kompleksitasnya.
Semua ini memberikan harapan besar bahwa seseorang akan menjadi lebih kuat dari penyakit.
Kaki palsu menjadi prosedur rutin yang mengembalikan seseorang menjadi normal. Mungkin saatnya akan tiba ketika bagian tubuh manusia mana pun dapat diganti dengan yang buatan. Setidaknya saya sangat ingin mempercayainya.
