Протезы — искусственные конечности, призванные заменить или дополнить потерявшие возможность двигаться и функционировать природные части тела человека. Протезом может быть аналог кисти или ноги, части черепа или позвоночника и прочего. Задача научно-технических предприятий — создать протез, максимально приближенный к идеалу и заменяющий некогда рабочую или отсутствующую конечность человека на сто процентов (и даже больше). Основная проблема при создании протезов заключается в тактильной отдаче и управлении им с помощью силы мысли так же, как человек некогда управлял своей собственной конечностью. Возможно, однажды протезами, неотличимыми и превосходящими оригинал во много раз, можно будет заменить любую утраченную часть тела.
В фильмах о будущем, режиссеры часто показывают людей с механическими конечностями, такими же точными и ловкими, как и человеческие руки и ноги. Еще недавно это казалось абсолютной фантастикой, однако современные технологии доказывают, что ничего невозможного нет. Современные бионические роботизированные протезы становятся все более совершенными и функциональными. А с недавних пор можно говорить вообще о революции в этом направлении — ученые смогли соединить роботизированный протез с костями, мышцами и нервами человека. Благодаря этому протез позволяет выполнять 80% задач, с которыми люди сталкиваются в повседневной жизни.
В последние годы наука и технологии проделали огромный путь в создании протезов для людей, нуждающихся в замене утраченных конечностей или других частей тела. Новые технологии и материалы позволили создавать более функциональные и эргономичные протезы, которые помогают людям вернуться к полноценной жизни. Одной из главных тенденций в развитии протезов является использование бионических технологий. Бионические протезы используют электромеханические системы для имитации движений натуральных конечностей. Они могут быть управляемыми с помощью мышечных сигналов, которые обнаруживаются с помощью электродов, расположенных на поверхности кожи. Некоторые протезы также используют искусственный интеллект для более точного и эффективного управления.
Как бы страшно не было это осознавать, каждый день в мире происходят тысячи несчастных случаев. В результате этих происшествий люди умирают, получают серьезные травмы и даже лишаются конечностей. Многие жертвы несчастных случаев вынуждены жить без рук и даже ног, но иногда медицина способна помочь им вернуть утраченные части тела. Если верить статистике, на данный момент в мире проживает около 100 человек с донорскими конечностями. Пересадка была возможно потому, что они лишились рук только отчасти, скажем, до предплечья. Но недавно французские хирурги совершили прорыв в области трансплантации частей тела. Им удалось пришить две донорские руки человеку, у которого они были ампутированы до самых плеч. Операция прошла успешно и пациент уже мечтает начать новую жизнь, потому что после катастрофы дела у него шли хуже некуда.
По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире от роговичной слепоты страдает до 2 миллионов человек. Она входит в тройку главных причин инвалидности, потому что почти лишает людей зрения. Причиной возникновения роговичной слепоты, как вы уже могли понять, является поражение роговицы. Так называется передняя, наиболее выпуклая и прозрачная часть глазного яблока. Поражение случается в результате физических травм или проникновения инфекций. Вернуть людям зрение можно при помощи кератопластики, то есть пересадки донорской роговицы. Это довольно простая операция, но вот достать подходящую роговицу бывает сложно. Чтобы решить эту проблему, израильские ученые разработали искусственную роговицу CorNeat KPro. Недавно она была успешно имплантирована в глаз 78-летнего мужчины Джамала Фурани (Jamal Furani), который потерял зрение 10 лет назад. Создатели искусственной роговицы подробно рассказали о том, как именно проводилась пересадка.
Благодаря достижениям современной науки, человечество смогло улучшить множество вещей. Скажем, если вы посмотрите на фотографии самых первых изобретенных протезов конечностей и протезов современных, вы заметите огромную разницу. Полноценные протезы становятся все более функциональными, но им все еще не достает точности, регулировки силы взаимодействия с предметами и так далее. И тут на помощь может прийти искусственный интеллект.
Сегодня для людей с ограниченными возможностями ученые и инженеры разработали огромное количество самых разнообразных гаджетов. Есть среди них и протезы конечностей. При этом эти протезы довольно функциональны и могут выполнять огромное количество различных действий. Но важный недостаток почти всех подобных устройств — они не могут вернуть человеку чувствительность. Однако определенный шаг навстечу этому делает новая высокотехнологическая перчатка. Причем ее можно совместить с уже существующими протезами, что значительно удешевляет производство и делает гаджет более доступным.
Когда человек шагает по неровной поверхности, полной выбоин и камней, ступни ног помогают ему правильно распределять нагрузку и сохранять равновесие. В большей степени за это отвечают лодыжка и пальцы, но протезы ног не могут похвастаться наличием таких подвижных частей. Эта проблема была актуальна до тех пор, пока исследователи из Стэнфордского университета не создали конструкцию, которая реагирует на неровности как настоящая ступня и предотвращает прихрамывание.
Современные протезы рук могут управляться специальными электродами, которые помещаются на кожу и считывают биоэлектрические сигналы мышц. Однако у данного метода имеются ограничения, позволяющие совершать лишь самые простые движения искусственной конечностью, например, сжимать и разжимать руку и ладонь. При этом человек, конечно же, совершенно не способен что-либо чувствовать искусственной рукой. Новая разработка европейских ученых решает эти недостатки.
Обучение искусственного интеллекта с использованием метода проб и ошибок, когда компьютеру «скармливаются» записи огромного количества уже отыгранных партий, на основе которых он оттачивает свое мастерство, доказало, что машина способна превзойти человека в таких классических настольных играх, как шахматы и логическая игра го. Из наиболее свежих примеров можно считать недавнюю сокрушительную победу компьютера над человеком в стратегической компьютерной игре StarCraft II, где машину обучали по тому же принципу. Однако другая группа специалистов в области ИИ показала, что данный метод обучения можно использовать и для более практических задач, например, для тренировки роботизированных протезов.
Современные протезы зачастую являются крайне удобными, легкими и позволяют человеку жить полноценной жизнью, практически не задумываясь о своей инвалидности. Однако у них есть существенный недостаток: цена. Но вскоре все может измениться благодаря инженерам из Массачусетского технологического института, которые создали из нейлона недорогие протезы ног. Причем, эти протезы в несколько раз дешевле существующих аналогов.