Новое устройство позволяет ощущать тепло с помощью протезированной руки
Новейшая разработка дает возможность человеку с ампутацией ощущать температуру с помощью протезированной руки. Эта технология становится шагом к созданию протезов конечностей, восстанавливающих полный спектр ощущений, улучшая их полезность и принятие теми, кто их носит.
Команда исследователей из Италии и Швейцарии установила устройство, названное MiniTouch, к протезированной руке добровольца, у которого ампутирована рука выше запястья. В ходе тестов мужчина смог с идеальной точностью идентифицировать холодные, прохладные и горячие бутылки с жидкостью, а также значительно лучше, чем наугад, отличать пластик, стекло и медь. Кроме того ему удалось сортировать стальные блоки по температуре с точностью около 75 процентов. Устройство также улучшило способность Фабрицио определять, касается ли он искусственной или человеческой руки. Его точность составила 80 процентов с включенным устройством по сравнению с 60 процентами при выключенном.
Работа по восстановлению чувства осязания в протезированных конечностях значительно продвинулась за последнее десятилетие. Однако способность обнаруживать температуру отставала. Температура почти последняя модальность, которую нужно решить, чтобы затем объединить все результаты вместе и сделать искусственную конечность действительно ощущаемой, как биологическую.
Исследование основывается на работе, опубликованной группой в прошлом мае, которая обнаружила, что люди, перенесшие ампутацию, часто имеют участки на оставшихся конечностях, которые при нагревании или охлаждении генерируют ощущения температуры в их отсутствующей руке. Это вызвано стимуляцией нервов, изначально предназначенных для отсутствующей руки.
Исследователи показали, что они могут надежно вызывать фантомные ощущения температуры со временем у 63 процентов ампутированных. В новом исследовании специалисты сначала сопоставили фантомные ощущения температуры с соответствующим местом на руке добровольца, вызывающим ощущение в указательном пальце его отсутствующей руки. Затем они прикрепили датчик температуры к кончику его протезированной руки, который был подключен через контроллер к устройству на руке, передающему соответствующие сигналы температуры.
В настоящее время устройство использует только один датчик на конце указательного пальца, но команда планирует добавить пары датчик-стимулятор, чтобы создать больше точек, чувствительных к температуре, на протезированной руке. Также планируется разработка протеза, сочетающего способность ощущать как осязание, так и температуру.
Скорость передачи температурных ощущений может стать проблемой при объединении нескольких ощущений. Ученые разработали устройство, тонкое как пластырь, которое передает реалистичные охлаждающие ощущения почти так же быстро. В краткосрочной перспективе новое устройство необходимо протестировать на более широкой группе участников, а также в реальных условиях, чтобы убедиться, что оно не подвержено негативному влиянию высоких температур воздуха или влажности.
