ロボット肢の交換
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重要性
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ロボット肢の交換の目標は、それらが置き換えている四肢のように見える、行動し、感じる補綴物を開発することです。手足を置き換えるだけではもはや十分ではありません。現在、完全に動作する手足として機能する必要があります。これには、非常に専門的な人工手足を構築するだけでなく、脳が動きをどのように制御するかを理解することも含まれます。課題は、患者が通常の手足であるかのように、患者がその動きを制御できるようにロボット肢を接続する方法です。現在、ほとんどの人工四肢は、自然の動きで発生するように、脳からの患者と神経シグナルによって開始される筋肉の収縮によって制御されています。
関数
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体が作るすべての動きは、思考から始まります。一歩前進する必要があるか、コーヒーカップを拾う必要があるような考えが発生するとすぐに、脳は一連の複雑な反応を引き起こし、その動きを実現します。脳は、タスクを達成するために必要な力とともに、どの筋肉を収縮させ、リラックスするかを理解する必要があります。軽速度で、脳は脊髄と神経経路に沿って信号を送り、必要な筋肉を調整してリクルートします。手足が失われると、その手足を脳によって送られた信号に接続する神経の損失もあります。
タイプ
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今日使用されている一般的な補綴物は、人工肢を神経系と結びつけません。補綴物は、筋肉が機能している体の領域に接続する人工四肢とケーブルで構成されています。たとえば、ハンドプロテーゼは肩の筋肉に接続します。その後、患者はケーブルを引っ張るために非常に正確な方法で肩の筋肉を収縮する必要があります。また、外部に搭載された義肢もあります。 この場合、手足はバッテリー駆動モーターで移動します。この場合、手足を動かすためにスイッチを移動する必要があります。どちらも患者の側で多くの時間とトレーニングを必要とします。どちらも、リアルのように見えることと自然な動きを複製することに関して、多くの望ましいものを残します。したがって、脳と人工手足が互いに直接相互作用することを可能にするロボット肢の交換の必要性。
考慮事項
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ロボットの手足を適切に機能させるには、科学者は脳から送られた信号を人工四肢と相互作用させる方法を把握する必要があります。目標は、脳からの信号を解釈し、それに応じて応答できるようにロボット肢に変換できるコンピューター化されたシステムを開発することです。人工神経系を発症することはほとんどありません。科学は、補綴物を制御するようにプログラムできるコンピューターチップの使用の開発に近づいています。チップを含む補綴物は、患者が動くときに患者を監視します。この情報は、外部コンピュータープログラムによって評価されます。 次に、補綴物は、患者の自然な動きを模倣するようにプログラムされています。チップは脳として機能し、速度と方向の変化に自動的に反応します。この情報は、プロテーゼに事前にプログラムされているため、人工四肢は患者と日常生活の活動を移動する独自の方法とよりよく一致します。
ポテンシャル
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プログラム可能な手足と同じくらいエキサイティングですが、彼らにはまだ制限があります。それらは、少数の、通常は10のプログラム可能なモードのみを許可します。彼らはバッテリーの電源を動作させるので、充電する必要があります。現在、バッテリーを最大50時間動作させるために努力が払われています。目標は、何らかの形で人工四肢を神経系に直接「ワイヤー」することです。そうすれば、脳はすべての動きを自然に制御します。最初に電極を脳に外科的に配置する必要があります。次に、プロテーゼに含まれるコンピューターは、脳によって送信された信号を解釈して動きを開始するようにプログラムされます。さらに、人工四肢のコンピューターは、動きが発生するにつれて脳に情報を送り返す必要があるため、調整を行うことができます。科学者は現在、電極を取り付けるのに最適な場所を実験し、プロテーゼと脳の間のコンピューター化された信号を改善しています。私たちはまだ人間でこれを実現することからの方法ですが、ラットとサルの研究は成功しています。詳細については、以下のリンクを参照してください。
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