По данным FDA, рука Люка является «первым протезом руки, который может выполнять несколько одновременных движений, контролируемых электрическими сигналами от электродов электромиограммы (ЭМГ)». Рука поддерживает различные входы управления, включая беспроводные датчики движения, которые можно носить на ногах, датчики ЭМГ, ударные переключатели и тянущие переключатели. Эти обширные связи с владельцем делают руку Люка потенциально меняющим правила игры для людей с ампутированными конечностями, стремящихся восстановить точный контроль над объектами в руке. В исследованиях Управления по делам ветеранов 90 процентов участников смогли выполнять сложные задачи, с которыми не мог справиться их предыдущий протез: использовать ключи и замки, готовить еду, питаться самостоятельно, использовать молнии, расчесывать и расчесывать волосы.
Что говорят об этом производители оружия? Мы попросили инженера DEKA Тома Дойона рассказать нам немного об одобренном сегодня манипуляторе DEKA третьего поколения:
Кто может забыть сцену из фильма «Империя наносит ответный удар», когда Дарт Вейдер своим световым мечом отрубает Люку Скайуокеру руку? В конце фильма у Люка появляется роботизированная рука, которая выглядит и движется как его оригинальная рука. Итак, команда инженеров из научно-исследовательской корпорации DEKA Дина Кеймена работает над тем, чтобы волшебство научно-фантастических фильмов стало реальностью для сегодняшних людей с ампутированными конечностями. При спонсорской поддержке Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) и Исследовательского управления армии США (ARO) был создан проект «Люк» (как его называют в DEKA) для продвижения технологии протезирования рук.
Рука DEKA, третье поколение, является модульной и настраивается для различных уровней ампутации. В максимальной конфигурации он имеет 10 степеней свободы с приводом, включая плечо, локоть, запястье и кисть. Рука имеет шесть предварительно запрограммированных захватов, которые выбирается пользователем. Это захваты Power Grip, Tool Grip, Fine Pinch Open Grip, Fine Pinch Closed Grip, Side Pinch Grip и Chuck Grip. Используя беспроводной интерфейс 2,4 ГГц с собственным протоколом, протезист может настроить систему руки в зависимости от того, как человек с ампутированной конечностью хочет управлять рукой.
Разработка усовершенствованного протеза руки, имеющего тот же размер, вес и функции, что и естественная конечность, была непростой задачей. При разработке DEKA Arm было много проблем. К ним относятся разработка настраиваемой, неинвазивной схемы управления, сохранение веса манипулятора, эквивалентного «оригинальному оборудованию», и размещение всех желаемых функций в необходимом пространстве.
Пожалуй, самой сложной инженерной задачей при разработке манипулятора DEKA была рука. Посмотрите на свою руку, когда вы двигаете пальцами, чтобы поднять ручку со стола; затем представьте себе задачу размещения в одном пространстве двигателей, механизмов, шестерен и электроники, которые могут выполнять те же функции, что и ваша рука. Чтобы воплотить идеи группы в реальность, команда дизайнеров DEKA использовала системы твердотельного моделирования, 3D CAD, системы быстрого прототипирования SLS и SLA для быстрой проверки концепций, а также передовые производственные технологии для создания первых систем.
Разработка DEKA Arm была очень сложной, но в то же время полезной для всех участников. Они тесно сотрудничали и получили отзывы о дизайне от многих людей с ампутированными конечностями. Эта ценная обратная связь помогла команде дизайнеров DEKA быстро усовершенствовать и улучшить проект. Кроме того, для команды DEKA было очень полезно непосредственно увидеть влияние этой руки на жизнь людей с ампутированными конечностями, наблюдая, как испытуемые используют эту руку.
Мир научно-фантастического кино Люка Скайуокера становится реальностью для сегодняшних людей с ампутированными конечностями.
Том Дойон
Инженер-электрик
Корпорация исследований и разработок DEKA
Манчестер, Нью-Гэмпшир
[1] Содержание этой статьи не обязательно отражает позицию или политику правительства, и никакая официальная поддержка не подразумевается.