Cyborgurile purtabile care folosesc undele creierului pentru a-ți alimenta mușchii

0
158
Cyborgurile purtabile care folosesc undele creierului pentru a-ți alimenta mușchii

„A venit de nicăier”, spune Sorensen. „Am fost bine și făceam exerciții fizice în fiecare zi, dar pur și simplu am început cu furnicături în vârful degetelor, apoi am progresat.”

Diagnosticată în octombrie 2018 cu sindromul Guillain Barre, o afecțiune rară care afectează sistemul nervos al organismului, nu se aștepta niciodată să meargă din nou.

Dar la începutul acelui an, Brooks Cybernic Treatment Center din Jacksonville, Florida, a devenit primul centru american care a utilizat o tehnologie unică de reabilitare dezvoltată în Japonia – Hybrid Assistive Limb (HAL).

HAL – în esență un cyborg purtabil – îi ajută pe cei cu leziuni ale măduvei spinării și cu distrofia musculară să își recapete mișcările și să-și consolideze nervii și mușchii. Cunoscute sub numele de exoscheleturi, sunt un tip de costum ușor, cu articulații acționate de mici motoare electrice, care servesc ca mușchi mecanici.
Iată ce este cu adevărat atrăgător de minte: pacienții își folosesc undele creierului pentru a le controla.
Când Sorensen a auzit despre exoscheletul controlat de unde cerebrale, dezvoltat de robotul japonez Yoshiyuki Sankai, a știut că trebuie să încerce. Era hotărâtă să meargă la nunta fiicei sale câteva luni mai târziu în decembrie.
Dar nu doar cei cu dizabilități sau răni sunt cei care beneficiază. Până în 2050, vor fi peste 2 miliarde de persoane peste 60 de ani, potrivit Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), iar exoscheletele ar putea oferi o soluție pentru îmbătrânirea populației din lume.
În viitor, pe măsură ce corpurile umane îmbătrânesc odată cu vârsta, un exoschelet – alimentat de minți active – ar putea ajuta oamenii să rămână pe picioare.
Cu astfel de aplicații potențiale uriașe disponibile, piața globală a exoscheletelor medicale va valora aproximativ 2,8 miliarde de dolari până în 2023, potrivit companiei de cercetare „Markets and Markets”.

Utilizatorii din scaunul cu rotile

Când Sorensen a încercat pentru prima dată HAL, abia se putea deplasa pe suprafețe plane.
Un fizioterapeut pregătit la Brooks Center a ajutat-o să-și pună HAL peste talie și pantaloni, conectând-o la senzori care ajută la ridicarea semnalelor bio-electrice slabe de pe suprafața pielii, care comunică intenția unui pacient de a se deplasa. Odată ce HAL primește aceste semnale, ajută la susținerea mișcărilor persoanei.

Dar nu poți doar să pui HAL și să aștepți să sprinteze în câteva secunde. Reabilitarea necesită timp, determinare și ajutorul unui fizioterapeut și a unui ham de greutate corporală care asigură susținerea și menținerea pacienților în poziție verticală în timp ce utilizează HAL pe o banda de alergare. În timpul antrenamentului, fizioterapeuții țin un registru al mișcărilor fiecărui pacient și al setărilor utilizate – de la modul de mers până la modul jog. Acestea pot monitoriza mișcările utilizatorului și pot ajusta setările în consecință, astfel încât mișcările lor să vină mai natural.

Sorensen spune că inițial se simțea ca HAL făcea cea mai mare parte a muncii ajutându-i să-și inducă mușchii să facă mișcări mici ale picioarelor care să imite modele naturale de mers, dar apoi s-a regăsit din ce în ce mai mult pe scaunul de conducere.

„După primele două ori, creierul se conectează la HAL și am putut vedea că mișc singur picioarele”, spune ea. „A fost chiar incredibil – inima mea doar izbucnea.”

De obicei, este nevoie de cei cu probleme mai puțin severe de mobilitate decât Sorensen între două până la 10 încearcă ca pacienții să se obișnuiască cu HAL, astfel încât senzorii și creierul să poată începe să lucreze împreună, spune Sankai. Dar după aproape 40 de sesiuni de antrenament, fiecare durand o oră și jumătate, Sorensen s-a întors pe picioare, deși cu sprijinul unui plimbător. A făcut-o la nunta fiicei sale.

În prezent, exoscheletele lui Sankai ajută pacienții să-și refacă mișcările musculare în Japonia, Filipine și în Germania și Polonia.

Tehnologie pentru a crea bine

Creierul din spatele HAL este roboticianul miliardar Sankai. El conduce compania japoneză Cyberdyne – fondată în 2004 – unde viziunea sa a fost aceea de a crea aceste „cyborguri purtabile”, concepute pentru a „fuziona omul, mașina și informațiile”.

Și în timp ce numele firmei lui Sankai s-ar putea să amintească de înfricoșătorul Cyberdyne Technologies care a creat roboți ticăloși în blockbuster-ul american de știință-ficțiune „Terminator”, expertul japonez în robotică vrea să creeze tehnologie nu pentru război, ci pentru pace și reabilitare.

Când Sankai avea vârsta de 9 ani în anii 1960, a descoperit „Eu, robotul” de către scriitorul de știință de ficțiune Isaac Asimov și a devenit încântat de aplicațiile pozitive ale tehnologiei. A decis să continue inginerie la Universitatea din Tsukuba din Japonia. În 1998, Sankai a realizat primul său prototip HAL, care a devenit primul din lume și a petrecut următoarele decenii perfecționând produsul în versiunea elegantă și ușoară de astăzi.
Anterior, tehnica de asistență robotizată se centra pe utilizarea militară. Dar în aceste zile, HAL face parte dintr-un val de cercetări care se concentrează pe utilizarea tehnologiei exoskeletonului pentru a trata bolile sau pentru a oferi suport purtătorilor. De exemplu, cercetătorii de la Harvard au dezvăluit în 2014 un exosuit moale care îmbunătățește puterea unui pacient, la fel ca HAL. Iar producătorii de automobile ca Ford folosesc exoscheletele pe podelele fabricii pentru a reduce oboseala lucrătorilor. HAL are, de asemenea, potențial dincolo de domeniul medical, cu totul, de la salvare și asistență în munca intensivă din fabrică, până la divertisment și îngrijirea vârstnicilor.

„Vârsta medie a lucrătorilor (în Japonia) este foarte mare, astfel că aceste tehnologii îi pot ajuta și cresc treptat funcțiile fizice ale persoanelor în vârstă, astfel încât să poată rămâne independenți”, spune Sankai. Dar când se creează noi tehnologii, există puține sau deloc reguli sociale și legale care să le reglementeze.

Sankai spune că aceste măsuri trebuie dezbătute în avans, astfel încât toate părțile implicate în fabricarea și utilizarea tehnologiilor precum exoscheletele să mențină controlul asupra direcției de dezvoltare. Cyberdyne are două comisii de etică; unul dedicat promovării cercetării; cealaltă prin faptul că stă la ideea de pace atunci când creați și dezvoltați noi dispozitive și tehnologii.

În continuare, Sankai și echipa sa colectează date despre metoda lor de tratament pentru a îmbunătăți mai bine dispozitivele medicale existente. Scopul Sankai este de a pregăti dispozitive medicale care să mențină și să crească sănătatea umană pentru mai mult timp.
Deocamdată, se bucură că toată lumea, de la vârstnici până la persoanele cu handicap grav, își recapătă independența. Este un gând pe care Sorensen îl împărtășește.

„Când am folosit HAL, au fost oameni care au venit din toată țara să folosească echipamentul”, spune ea. „Mi-aș dori ca acest tip de tehnologie să fie mai ușor disponibil.”

Sursa CNN

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here