A "bionikus" szó sci-fi képeket idéz fel. A valóságban azonban a bionikus rendszerek - a technika és a robotika kombinációja a biológiával (az emberi testtel) itt és most válnak valósággá.

nadrágok

Az idősebb és kevésbé stabil a lábán? Szüksége van egy bionikus exoskeletonra. Nehezen tudsz felmászni ezen a lépcsőn? Próbáljon ki egy bionikus nadrágot. E bionikus rendszerek mindenütt jelenlétének legnagyobb kihívása a rengeteg helyzet, amelyben használni akarjuk őket, valamint az emberi viselkedés és az emberi szervek közötti nagy különbségek. Jelenleg nincs egyszerű megoldás.

Tehát bionikus jövőnk kulcsa az alkalmazkodóképesség: olyan bionikus eszközöket kell létrehoznunk, amelyek alkalmazkodnak a környezetünkhöz és hozzánk. Ennek eléréséhez három fontos technológiát kell egyesítenünk: érzékelés, számítás és aktiválás.

Az érzékelés olyan érzékelőkkel érhető el, amelyek közvetlenül rögzítik az agy, az ideg és az izom aktivitását, valamint a testen lévő eszközökkel, például a gyorsulásmérőkkel, amelyek közvetett módon mérik a végtagok mozgását. A számítógépek ezt követően összekapcsolják ezeket az információkat az emberi viselkedés modelljeivel - gyakran a felhasználó mozgásának személyes információihoz igazítva -, és megjósolják azokat a mozgásokat, amelyeket a felhasználó elkezd. Végül a számítógépes rendszerek ezeket az előrejelzéseket használják arra, hogy elvezessék az energiát egy sor meghajtóra. Az ellenőrzésnek ez a lépése biztosítja a szükséges segítséget és támogatást, folyamatosan alkalmazkodva a változó szervezetekhez és a változó környezetekhez.

Manapság a legtöbb bionos segédanyag szilárd anyagokból készül, például fémekből és műanyagokból, és ezeket hagyományos motorok és sebességváltók működtetik. Ezek a technológiák jól beváltak, de keménységük és merevségük jelentős hátrány lehet. A természetben a puha anyagok, például az izmok és a bőr dominálnak, és emberként kényelmet találunk a puha anyagokban, például a kézben vagy a kanapén ülve.

Puha robotika a bionikus harangokhoz

Új "puha robot" technológiák jelennek meg, amelyek képesek legyőzni a hagyományos szilárd bionika korlátait. Ezek a rendszerek, amint a nevük is mutatja, puha és kényelmes anyagokat használnak, amelyek természetesebben működnek az emberi testtel. A szilárd fémek és műanyagok helyett rugalmas anyagokat, gumikat és géleket használnak. Motorok és sebességváltók helyett olyan intelligens anyagok működtetik őket, amelyek ingerléskor hajlanak, forognak és húzódnak, mint például az elektromosság.

Ezek az intelligens anyagok utánozhatják a biológiai izmok összehúzódásait, és gyakran "mesterséges izmoknak" nevezik őket. Ezzel az előrelépéssel most radikálisan új adaptív bionikus eszközöket tudunk létrehozni a segítség és a rehabilitáció érdekében, beleértve az intelligens bionikus nadrágokat is.

A Mérnöki és Fizikai Tudományos Kutatási Tanács a közelmúltban 5,3 millió font befektetést jelentett be az adaptív bionikus eszközök következő generációját célzó kutatásba. Ez magában foglalja az intelligens robotnadrágok fejlesztésének finanszírozását, amelyek segítenek a fogyatékossággal élő emberek és az idősek számára a mobilitás és függetlenség megőrzésében.

Az intelligens nadrág projekt - a bristoli, Leeds, Nottingham, Southampton, Strathclyde, Loughborough és Nyugat-Anglia egyetemek közötti jelentős együttműködés - célja a teljesen önálló intelligens ruházat megvalósíthatóságának bemutatása. Az intelligens nadrág képes lenne figyelemmel kísérni viselője szándékait és szükség esetén automatikus segítséget nyújtani, például amikor kiszáll egy székből vagy felmászik a lépcsőn.

Természetesen ez nem csupán technológiai gyakorlat. A puha robotruházatnak kényelmesnek, könnyen felvehetőnek, higiénikusnak és stílusosnak kell lennie. Ezek olyan fontos szempontok, amelyekhez a végfelhasználók közvetlen hozzájárulására van szükség, és ez a projekt végig szorosan konzultál a megcélzott végfelhasználókkal és klinikai szakértőkkel.

Az intelligens nadrág jövője még szorosabb integrációban rejlik az emberi testtel. Olyan érzékelők beültetésével a bőr alá, amelyek közvetlenül figyelik az idegjeleket, még pontosabb információk mérhetők a felhasználó szándékairól. Ez lehetővé teszi a jövőbeli eszközök számára, hogy sokkal természetesebb kapcsolatban álljanak viselőjükkel.

Ennek a megközelítésnek a lehetőségét a Bécsi Orvostudományi Egyetem nemrégiben végzett tanulmánya mutatta be, ahol három súlyos kézsérülésben szenvedő beteg önként jelentkezett a kéz amputációjába, és helyettesítette őket a saját idegi jelük által vezérelt funkcionális protetikus kezekkel. Aztán kifinomultabb manipulációkat tudtak végrehajtani a mindennapi tárgyakkal, majd átültetés előtt voltak.

Ezek az izgalmas új technológiák a puha robot viselhető segítség és rehabilitációs eszközök új korszakát hivatottak beharangozni, amelyek összhangban állnak törékeny emberi testünkkel és alkalmazkodnak hozzá.