Вчені розробили протез, який реагує на температуру та допомагає пацієнтам відчути людський дотик

Невеликий пристрій можна легко інтегрувати в існуючі протези.

Вперше, за словами команди вчених, які розробили цю інновацію, природне відчуття температури було інтегровано у функціонуючий протез кінцівки. Пристрій під назвою MiniTouch може бути інтегрований у будь-який комерційний протез без хірургічного втручання і відновлює більш людський дотик, який багато хто вважає назавжди втраченим після ампутації.

Для тестового користувача 57-річного Фабріціо, руку якого було ампутовано понад три десятиліття тому, перший досвід роботи з новим пристроєм був потужним.

“Коли один з дослідників поклав датчик на своє тіло, я відчув тепло іншої людини своєю фантомною рукою. [Це була дуже сильна емоція для мене, це було схоже на відновлення зв’язку з кимось”, – сказав Фабріціо у своїй заяві.

Але є й практичні переваги. Наш мозок постійно покладається на сенсорний зворотній зв’язок, коли ми орієнтуємося в навколишньому середовищі. Відчуття температури є важливою частиною нашого відчуття дотику, але, за словами одного з авторів дослідження Сільвестро Міцера, це також “один з останніх рубежів до відновлення чутливості роботизованих рук”.

В іншій заяві Мічера додав: “Вперше ми дійсно близькі до відновлення повної палітри відчуттів у людей з ампутованими кінцівками”.

Під час випробувань Фабріціо зміг використати MiniTouch для сортування об’єктів різної температури. Коли йому показали три однакові пляшки з холодною, прохолодною і гарячою водою, MiniTouch дозволив йому розрізнити їх зі 100-відсотковою точністю, в той час як без пристрою він розрізняв їх лише на 33 відсотки. Такі ж вражаючі результати були отримані, коли Фабріціо отримав завдання відсортувати металеві кубики різної температури.

MiniTouch працює, передаючи теплову інформацію, яку він відчуває від кінчиків пальців протеза, до нервів у культю руки ампутованого. Оскільки він сумісний з комерційними протезами, немає необхідності виготовляти цілий новий спеціалізований пристрій, щоб користувачі могли почати користуватися його перевагами.

Коли Фабріціо зав’язали очі і попросили відрізнити людську руку від протеза, MiniTouch підвищив його точність з 60 до 80 відсотків. Але вона все ще не була ідеальною, і дослідники вважають, що це тому, що відчуття таких речей, як м’якість і текстура шкіри, залишалися обмеженими.

“Коли ви досягаєте певного рівня спритності з роботизованими руками, вам дійсно потрібен сенсорний зворотний зв’язок, щоб мати можливість використовувати роботизовану руку на повну потужність”, – говорить старший автор Солайман Шокур.

“Зараз наша мета – розробити мультимодальну систему, яка інтегрує дотик, пропріоцепцію та температурні відчуття. З такою системою люди зможуть сказати: “Це м’яке і гаряче” або “Це тверде і холодне”.

Після цього тестування, яке відбулося після попередніх багатообіцяючих результатів, вчені кажуть, що їхній пристрій готовий до запуску з технічної точки зору. Однак, перш ніж він стане доступним для клінічного використання, необхідно провести додаткові випробування на безпеку та інші вдосконалення. У майбутньому ми можемо побачити, як MiniTouch об’єднає входи з декількох точок на протезі, наприклад, дозволяючи людям відчувати дотик на тильній стороні долоні.

Технологія протезування існує напрочуд давно, але вона постійно вдосконалюється – навіть наші друзі-тварини можуть долучитися до процесу. Команда сподівається, що MiniTouch надасть можливість вирішити одну з постійних проблем, пов’язаних з подібними пристроями.

“Це дослідження прокладає шлях до більш природних протезів рук, які відновлюють повний спектр відчуттів, пропонуючи людям з ампутованими кінцівками більш багате і природне сприйняття тактильного світу”, – підсумував Мічера.