Salute e malattia
Il campo della robotica sta diventando sempre più avanzate . Un eccitante applicazione della robotica è nel campo della medicina , più specificatamente lo sviluppo di sostituzione arto robotico . Sostituzione Arto comporta l'uso di un certo tipo di protesi a prendere il posto di una parte del corpo che è stato amputato o persi a causa di infortunio o malattia . Con i progressi nella tecnologia e con una migliore comprensione di come il cervello controlla il movimento , la sostituzione degli arti stanno diventando sempre più sofisticati e realistici . Importanza
L'obiettivo della sostituzione arto robotico è quello di sviluppare protesi che sembrano , agire e sentire come l'arto che stanno sostituendo . Non è più sufficiente sostituire solo l'arto , occorre ora funziona come un arto pienamente operativo . Questo comporta non solo la costruzione di arti artificiali molto specializzate, ma anche nella comprensione di come il cervello controlla il movimento. La sfida è come collegare l'arto robotico modo che il paziente può controllare il suo movimento , come se si trattasse di un arto normale . Attualmente , gli arti più artificiali sono controllati da contrazioni muscolari avviati dal paziente contro segnali neuronali provenienti dal cervello , come avviene nel movimento naturale .
Funzione
Ogni movimento che l' corpo fa comincia con un pensiero . Non appena un pensiero , come ho bisogno di fare un passo avanti , o ho bisogno di prendere verifica mia tazza di caffè , il cervello innesca una serie di reazioni complesse a fare quel movimento accadere . Il cervello deve capire cosa muscoli di contrarsi e rilassarsi con quanto è necessaria molta forza per realizzare il compito . Alla velocità della luce , il cervello invia segnali attraverso il midollo spinale e lungo le vie nervose di coordinare e reclutare i muscoli necessari . Quando c'è una perdita di un arto , c'è anche una perdita dei nervi che collegavano che parte ai segnali inviati dal cervello .
Tipi
protesi comuni utilizzati oggi non si collegano l'arto artificiale con il sistema nervoso . La protesi è costituita la protesi e cavi che si collegano ad una zona del corpo in cui i muscoli sono funzionanti. Ad esempio, una protesi di mano sarebbe connettersi ai muscoli della spalla . Il paziente deve poi contrarre i muscoli delle spalle in modi molto precise per tirare i cavi , che a sua volta fa muovere la protesi di mano . Ci sono anche protesi alimentati esternamente . In questo caso l'arto viene spostato con un motore alimentato a batteria . In questo caso, gli interruttori devono essere spostati per far muovere arto . Entrambi richiedono molto tempo e formazione da parte del paziente . Entrambi lasciano anche un po 'a desiderare quando si tratta di guardare realistica e in replica di movimento naturale . Da qui la necessità di sostituzione arto robotico che consentirà il cervello e l'arto artificiale di interagire direttamente tra loro .
Considerazioni
Per rendere arti robotici funzionare correttamente scienziati devono capire come ottenere i segnali inviati dal cervello di interagire con l'arto artificiale. L'obiettivo è quello di sviluppare sistemi computerizzati in grado di interpretare i segnali dal cervello e poi tradurli all'arto robotico modo che possa reagire di conseguenza . È quasi un caso di sviluppo di un sistema nervoso artificiale . La scienza si avvicina con lo sviluppo di utilizzare chip per computer che può essere programmato per controllare una protesi . La protesi che contiene il chip , monitora il paziente come lui o lei si muove . Questa informazione è poi valutata da un programma per computer esterno . Successivamente, la protesi è programmato per imitare i pazienti movimenti naturali . Il chip funge da cervello e reagisce alle variazioni di velocità e direzione automaticamente . Queste informazioni vengono poi preprogrammato nella protesi , così l'arto artificiale è meglio abbinato con i pazienti unico modo di muoversi attraverso le loro attività quotidiane.
Potenziale
emozionante come membra programmabili sono , sono ancora hanno i loro limiti . Essi consentono solo un piccolo numero , di solito dieci , modalità programmabili . Dal momento che funzionano a batterie devono essere ricaricate . Gli sforzi sono in corso per consentire alla batteria di funzionare per un massimo di cinquanta hours.Here è dove la scienza della sostituzione arto robotico offre promessa. L'obiettivo è in qualche modo " filo " l'arto artificiale direttamente al sistema nervoso in modo che il cervello controlla ogni suo muoversi naturalmente . Prima un elettrodo deve essere chirurgicamente nel cervello . Poi computer contenuti nelle protesi sarebbero programmati per interpretare i segnali inviati dal cervello per iniziare il movimento . Inoltre il computer in arto artificiale bisogno di inviare informazioni al cervello come avviene il movimento, in modo da rettifiche può essere fatto. Gli scienziati stanno ora sperimentando con i posti migliori per collegare gli elettrodi e sul miglioramento dei segnali computerizzati tra la protesi e il cervello . Mentre siamo ancora molta strada da fare questo una realtà negli esseri umani , la ricerca nei ratti e nelle scimmie ha avuto successo . Vedi i link qui sotto per maggiori informazioni .