Bioniczna proteza ręki. Polscy naukowcy opracowali zaawansowane urządzenie

Pamiętacie, jak w Gwiezdnych Wojnach: Imperium Kontratakuje, Luke zostaje pozbawiony dłoni? Później otrzymuje protezę, dzięki której odzyskuje pełną sprawność. Wówczas taki obraz to było dla nas czyste science-fiction. Dzisiaj, dzięki rozwojowi technologii, naukowcy wcielają w życie takie pomysły, co znacznie poprawi komfort życia osobom po amputacjach. Jedno z takich urządzeń powstaje na Politechnice Wrocławskiej, w ramach grantu NCBR. Kilkuosobowy zespół pod kierownictwem dr. inż. Andrzeja Wołczowskiego właśnie kończy pracę nad prototypem bionicznej protezy ręki dla osób po amputacji na wysokości przedramienia.

W skład zespołu projektowego weszło w sumie dwanaście osób z PWr - w tym m.in. informatycy, mechanicy, elektronicy oraz automatycy i robotycy. Poza pracownikami naszej uczelni w realizację projektu był także zaangażowany specjalista w zakresie chirurgii i rehabilitacji z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, specjalista biomechanik z Politechniki Warszawskiej oraz firma protetyczna, wspomagająca projektowanie elementów interfejsu protezy z pacjentem.

Wykonana na polskiej uczelni technicznej proteza jest bioniczna, a to oznacza, że poruszana jest dzięki impulsom z mięśni kikuta amputowanej kończyny i analizowane przez sztuczną inteligencję. To możliwe, ponieważ przy amputacjach przedramienia "pozostaje zwykle część mięśni, które możemy wykorzystać bezpośrednio do sterowania protezą", powiedział w rozmowie z PAP dr inż. Wołczowski.

Urządzenie składa się z trzech części. Najbardziej zaawansowaną technologicznie z nich jest dłoń. Kolejne to przedramię i część ramienna. - Zastosowaliśmy też napędzaną ortezę łokcia, ponieważ dźwiganie dużego ciężaru na samym kikucie ramienia jest kłopotliwe - powiedział dr Wołczowski, który sam ma amputowaną rękę powyżej łokcia.

W opuszkach palców zamontowano sensory pozwalające określić siłę nacisku i czuć kontakt z dotykanym obiektem. Cała proteza waży ok. 500 g (przeciętna ręka dorosłej osoby waży 400 g), a maksymalna siła uchwytu to ok. 100 N. Elementy mechaniczne protezy - obejma ramienia, przedramię oraz dłoń - zostały na obecnym etapie prac wykonane całkowicie w technologii druku proszkowego 3D z poliamidu PA12.

Urządzenie może uczyć się i doskonalić swoje ruchy, co pozwoli na dostosowanie go do konkretnej osoby. Dr inż. Paweł Trajdos z Wydziału Informatyki i Telekomunikacji zaznacza, że urządzenie nie od razu będzie działało z maksymalną sprawnością. Osoba nosząca protezę będzie musiała wpierw nauczyć ją sygnałów. - A więc użytkownik musi ćwiczyć z protezą, aby nauczyć ją pewnych ruchów - powiedział inżynier.

Być może proteza ręki nie wygląda jeszcze jak ta z filmu, ale i tak postęp badań w ostatnim czasie jest ogromy. A biorąc pod uwagę również inne badania nad sztuczną skórą, wydaje się być tylko kwestią czasu, jak bioniczne protezy zaczną przypominać naturalne kończyny. 

Projekt ma się zakończyć w 2025 r. Teraz konstruktorzy przygotowują się do testów z pacjentami, które zaplanowano na koniec tego roku. Osoby po amputacji ręki zainteresowane udziałem w badaniach mogą kontaktować się z kierownikiem projektu dr. inż. Andrzejem Wołczowskim. Trzy wybrane osoby uzyskają protezy na własność.

Źródła: Politechnika Wrocławska, PAP

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!