Учебник
Создать свой канал
Что представляют собой бионические протезы?
Бионические протезы – это устройства, способные заменить человеку утраченные конечности.
Важной характеристикой бионических протезов, отличающих их от обычных косметических (создающих видимость наличия конечности) является способность выполнять определенные функции.
С помощью современных бионических устройств пользователи, пострадавшие на производстве или по какой-либо другой причине лишившиеся частей тела, могут завязывать шнурки, рисовать, играть на музыкальных инструментах и выполнять прочие манипуляции, как и люди со здоровыми конечностями.
Наиболее простые бионические протезы управляются за счет работы оставшихся здоровых мышц рук или ног. Более современные, разработке которых сейчас уделяется огромное внимание и затрачивается большое количество финансовых средств, считывают сигналы нервных окончаний или управляются «силой мысли» посредством улавливания сигналов, подаваемых мозгом.
Разработка протезов
Разработка протезов началась еще в древнем мире. Утраченные конечности заменяли деревянными и тканными элементами, которые выполняли исключительно косметическую функцию, скрывая отсутствие руки или ноги. Протез удерживался на теле пользователей с помощью нитей.
Позднее для изготовления искусственных частей тела стали применять металлы. Конструкции оснащались пружинами и зубчатыми колесами, которые делали протезы более функциональными.
Постепенно встал вопрос уменьшения веса протезов, так как много килограммовые элементы было крайне сложно использовать продолжительное время. В оборот пошли кожа, бумага, клей.
Однако все эти устройства не могли обеспечить восстановление функций конечностей. Стали применяться шарнирные соединения, пружины для имитации естественных движений нижних конечностей. Получали распространение стальные и пластиковые детали для протезов, позволяющие увеличить их надежность при небольшом весе.
Постепенно протезы стали выполнять все большее количество функций при снижении их веса.
Благодаря развитию медицины, электроники и нейрофизиологии появилась возможность создать наиболее физиологичные, легкие и функциональные протезы – бионические.
Основные элементы их каркаса выполнены из пластиков – ПВХ, стеклопластика, пенопластов, которые обладают высокой прочностью, жесткостью и эластичностью. Каркас защищает внутреннюю электронику от механических повреждений и воздействия других внешних факторов.
Бионические протезы являются съемными, они требуют периодической зарядки аккумулятора.
Современная разработка протезов заключается в устранении недостатков и максимальном повышении комфортности пользования устройствами, а также повышении скорости реагирования приборов протеза на сигналы, обеспечении расширения возможностей протезов.
Например, не так давно производители инновационных протезов начали внедрять в свои изделия материалы, реализующие технологию твердой смазки.
Это позволило увеличить срок службы дорогостоящих приборов за счет снижения трения и защиты от коррозии, исключить необходимость обслуживания узлов трения протезов. Так, на зубчатую передачу привода инновационных протезов наносят антифрикционное покрытие российского производства MODENGY 1014.
Материалы не пачкают одежду пользователей, как это могло произойти с пластичными смазками, а также не пахнут и не выделяют вредных испарений.
Применение твердой смазки становится преимущественным решением для обслуживания узлов протезов, так как позволяют повысить не только надежность и ресурс деталей, но и комфорт пациентов, пользующихся протезами.
Роботы-протезы: основные перспективы совершенствования устройств
Современные протезы все еще далеки от идеала. Они имеют ряд недостатков, над устранением которых ведется кропотливая работа.
Во-первых, роботы-протезы не могут контактировать с жидкостями, так как есть риск повреждения электроники.
Также пока не разработаны эффективные методы защиты основных узлов от пыли и грязи. Поэтому при пользовании устройствами в условиях, в которых на детали могут попасть загрязнения или жидкости, необходимо пользоваться защитными перчатками.
Во-вторых, ресурс аккумулятора бионических протезов не обеспечивает их бесперебойную работу на протяжении даже нескольких дней. Это доставляет ряд неудобств, например, в дальних поездках и подобных ситуациях, в которых нет доступа к источнику энергии.
Также одной из основных областей совершенствования современных протезов является повышение скорости их реакции на сигнал. Путь превращения мозгового импульса в движение компонентов бионической конечности будет подвергаться сокращению.
И, наконец, стоимость современного протеза очень высока для подавляющего большинства пользователей. Для их широкого распространения необходимо найти пути снижения издержек на разработку и сборку устройств.
Производство роботов-протезов совершенствуется с большой скоростью. В будущем планируется создание таких устройств, которые не будут отличаться от здоровых конечностей ни по внешнему виду, ни по функциональности. А по некоторым параметрам даже превосходить их. Так, бионические протезы смогут подключаться к сетям wi-fi, позволят через сенсорный дисплей просматривать сообщения и другие уведомления. Их функциональность будет схожа со смарт-часами или полноценным смартфоном.
