عندما يفقد الشخص أحد أطرافه ، فإن الأهمحلمه أن يشعر بذراع أو ساق مرة أخرى. لا تشعر فقط ، بل قم بإجراء جميع الحركات بالأطراف التي كانت متاحة قبل الإصابة أو المرض: خذ كوبًا ، اربط حذائك ، وامش مع الدعم على كلا الساقين. يسمح لك الطرف الاصطناعي الإلكتروني ، أو الجهاز المعقد الذي يلتقط النبضات العصبية ، باستعادة الفرص الضائعة.
كيف ظهرت أطقم الأسنان الذكية؟
تم اختراع ووصف النموذج الأولي للأطراف الاصطناعية "الحية"كتاب الخيال العلمي. في أعمالهم جاء المساعدون الميكانيكيون الذين يعملون بشكل أفضل من الأعضاء الحية ليحلوا محل الأيدي والأرجل والعينين والقلوب المفقودة في المعارك. وأشهر مثال على ذلك هو كاميرون تيرميناتور ، الذي أخذ من الشخص المظهر فقط.
قلة من الناس يعرفون أن النموذج الأولي للأطراف الاصطناعية الحديثةيعود تاريخه إلى القرن التاسع عشر ، عندما تم إدخال كرة معدنية في ساق خشبية لجعل الجزء السفلي متحركًا. ولكن في القرن العشرين ، تم استبدال هذه الأجهزة البدائية بأطراف اصطناعية إلكترونية ، تم إنشاؤها عند تقاطع العديد من العلوم: الطب والهندسة والإلكترونيات والإلكترونيات.
يشكك علماء من دول مختلفة في الأسبقية في هذاسؤال ، ولكن الحقائق هي أن أول بدلة آلية تعمل باليد تم تقديمها في معرض لتقويم العظام في مدينة لايبزيغ الألمانية في عام 2010. على مدار السنوات التي مرت منذ هذا الحدث ، تم تطوير عدد كبير من الأطراف الاصطناعية للأيدي والذراعين والقدمين والساقين وحتى أقدام الكلاب في العالم.
ما هي الأجهزة الإلكترونية؟
هذا علم كامل يدرس الحياة البرية وإمكانية نقل مبادئ عمل الكائنات الحية إلى نظائرها الصناعية. يبحث المهندسون عن أفكار من الطبيعة ويجسدونها في أجهزتهم وهياكلهم. وبهذا المعنى ، فإن الأطراف الصناعية الإلكترونية هي مجرد قطرة في دلو. لذا ، فإن مشابك الفيلكرو المعروفة تنسخ الطريقة التي تتحرك بها بذور الأرقطيون. الكؤوس المطاطية مستعارة من العلق. عند تصميم الغواصات ، أخذوا دودة الأرض كنموذج - جميع "مقصوراتها" مستقلة. المخرم المعدني شديد الصلابة لبرج أوستانكينو وإيفل هو نسخة مكبرة مضاعفة من عظم أنبوبي بشري. نسج المعدن الذي يعجب به الجميع هو نسخة من بنية النسيج العظمي ، يجمع بين القوة والمرونة.
حتى مبنى متعدد الطوابق فيه في نفس الوقتتعيش مثل هذه العائلات المختلفة ، المشطوبة من قرص العسل. فكرة الناس المختلفين الذين يعيشون في "خلايا" تحت سقف واحد مع اتصالات مشتركة تنسخ طريقة حياة عائلة النحل.
تم العثور على التجسيد الإلكتروني في العديد من الأشياء من حولنا: إطارات السيارات والطائرات وكاميرات المراقبة والمراكب والمفاصل المفصلية الأكثر شيوعًا.
كيف يعمل أبسط بدلة الكترونية؟
بعد الإصابة أو في مسار المرض ، أحد الأطرافبتر. يتكون الجذع المتبقي من العديد من الأنسجة: الجلد والعضلات والعظام والأوعية الدموية والأعصاب. أثناء العملية ، يزيل الجراح العصب الحركي المحفوظ على العضلة الكبيرة المتبقية. بعد التئام الجرح الجراحي ، يمكن للعصب أن يرسل إشارة حركية. يتم استشعار هذه الإشارة بواسطة جهاز استشعار مثبت على الطرف الاصطناعي. يشارك برنامج كمبيوتر معقد في عملية إدراك النبضات العصبية.
لذلك ، لا يمكن أن تؤدي الأطراف الصناعية الإلكترونية إلاتلك الإجراءات الموصوفة في هذا البرنامج: خذ ملعقة أو شوكة أو كرة ، واضغط على مفتاح ، وما شابه. بالمقارنة مع عدم وجود طرف ، فإن القدرة على الحصول على قدر محدود من الحركة هي تقدم هائل. ومع ذلك ، حتى أفضل الأطراف الاصطناعية وأكثرها تطورًا لا يمكنها حتى الآن أداء كل تلك الحركات الصغيرة والدقيقة التي يستطيع الطرف الحي القيام بها.
كيف ينتقل الدافع العصبي من الدماغ إلى الطرف الاصطناعي؟
لفهم كيفية عمل الأطراف الاصطناعية ، عليك أن تتذكر فسيولوجيا الإنسان الطبيعية.
الحركات التي نقوم بها بشكل متكررخلال النهار تسمى تلقائي. الاستيقاظ والذهاب إلى المرحاض والغسيل وتنظيف الأسنان وارتداء الملابس - كل هذا لا يسبب لنا أي أفكار. يقوم الجسد بكل ما يجب القيام به من تلقاء نفسه. لكن في الحقيقة ، بداية أي حركة هي الفكر. هذا هو ، في البداية نعتقد: نحن بحاجة إلى تنظيف أسناننا ، وإعداد القهوة ، وارتداء الملابس. يرسل الدماغ إشارات إلى تلك العضلات التي تشارك في هذه الحركة. يمكن للعضلة أن تنقبض أو تسترخي فقط عند إشارة من الدماغ. لكن العملية تتم بسرعة وسلاسة بحيث لا يتوفر لدينا الوقت لإدراك ما يحدث. في حالة الطرف الاصطناعي ، يكون كل شيء أكثر تعقيدًا: أولاً ، تتم قراءة إشارة عن الحركة بواسطة قطب كهربائي موجود بجوار العصب الذي تم إخراجه إلى العضلة ، ثم يتم إرساله إلى المعالج داخل الطرف الاصطناعي. هذه العملية سريعة أيضًا ، لكن سرعة الحركة لا تزال أدنى من الطرف الحي.
"الأجزاء" البشرية الاصطناعية
منذ أن تم تقديم أول جهاز الكترونيبدلة ، ذهب العلم إلى الأمام بعيدًا. إذا كانت النماذج الأولى ضخمة الحجم ، وتتطلب مفاتيح تبديل ويمكن أن تؤدي فقط أبسط الحركات ، فبالكاد يمكن تسمية النماذج الحديثة بالأطراف الاصطناعية. هذه منتجات هندسية أنيقة ، كما لو كانت تنحدر من شاشة الأفلام المستقبلية.
يمكن أن يكون الطرف الاصطناعي مشابهًا تمامًا لليد السليمةاكتب أو أمسك أدوات المائدة أو عجلة القيادة أو بيضة الدجاج. لإتقان الحركات ، تُستخدم أحيانًا أنسجة الشخص نفسه من أجزاء أخرى من الجسم - من الساقين ، على سبيل المثال.
أفكار من المستقبل
المهندسين والعلماء لا يمكن وقفها في أوهامهم.لذلك ، تمكن العلماء حتى من "تجاوز" شبكية العين المتضررة ، وبث صورة المنطقة المحيطة مباشرة إلى العصب البصري. يمكن للشخص الذي أصبح أعمى نتيجة إصابة ، إذا كان العصب البصري سليمًا ، الاعتماد على رؤية وجوه الأسرة مرة أخرى أو فجر جميل.
ظهرت بالفعل الأجهزة التي تعمل على تحسين وظائف المخ. لذلك ، يمكن التعامل مع الرعاش أو مرض باركنسون باستخدام قطب كهربائي مزروع.
الأشخاص الذين أصبحوا غير قادرين على الحركة بسبب الشللزرع أقطاب كهربائية مباشرة في الدماغ حتى يتمكنوا من تشغيل أذرع وأرجل اصطناعية. بالنسبة لشخص يعتمد كليًا على الآخرين ، فإن إمكانية الخدمة الذاتية هي متعة لا توصف.
وتجري الآن مناقشة مسألة الرقائق المزروعة تحت الجلد ، والقادرة على استبدال المفاتيح ، وبطاقة مصرفية وبطاقة هوية في نفس الوقت.
ما الذي نملكه؟
أشهر شركة منتجةالأطراف الصناعية الإلكترونية في روسيا هي مركز موسكو لإعادة التأهيل التعويضي. يتم هنا تجميع الأطراف الاصطناعية من وحدات ، وتستخدم منتجات من ألمانيا وآيسلندا وروسيا.
كل طرف اصطناعي له فردالخصائص. هذا هو مستوى البتر ، والوزن ، والطول ، والوظيفة ، وخصائص المشية والحركات الصغيرة ، والعمر. يتم استخدام العديد من وحدات التعلم الذاتي. لا يتكيف الشخص مع الطرف الاصطناعي فحسب ، بل يتكيف أيضًا مع الطرف الاصطناعي. تتذكر وحدة التعلم الذاتي ، المجهزة بذكاء اصطناعي مدمج ، ميزات المشية ومسار الحركة. لا تقوم الوحدة "بتعليم" عرض الخطوة والحمل على الطرف فحسب ، بل تتذكر أيضًا عدد الدرجات وارتفاعها والحفر والثقوب على طول الطريق. تقوم الوحدات بنسخ حركات الدماغ التي تعد خطوة أو حركة أخرى.
ما هي تكلفة الطرف الاصطناعي "الحي"؟
لا تزال تكلفة الأطراف الصناعية الإلكترونية مرتفعةوفي الحالات الصعبة يمكن أن تصل إلى ملايين الروبلات. ومع ذلك ، فإن العودة إلى حياة مرضية يصعب تقييمها من الناحية المادية. في الواقع ، يعد تركيب الأطراف الصناعية الإلكترونية الفرصة الوحيدة للأشخاص المعاقين للعودة إلى الحياة الطبيعية: وضع الخطط وتنفيذها ، ودعم الأسرة ، وتحقيق الارتفاعات المهنية.
أهم شيء هو العودة إلى المجتمعالأشخاص الأصحاء المعتمدون على أنفسهم. يستمر الأشخاص ذوو الأطراف الاصطناعية "الحية" في قيادة أسلوب حياتهم المعتاد والرقص وحتى الحصول على جوائز رياضية. أي أن الطرف الاصطناعي يصبح جزءًا من الشخص لدرجة أنه من الصعب التمييز بين تصرفات العضلات الحية من نظيراتها الإلكترونية.
الأطراف الصناعية: مراحل التطور
مقارنة بالأطراف الاصطناعية اليدوية التقليدية -اختراق حقيقي. في الآونة الأخيرة ، يمكن للشخص الذي فقد يده الاعتماد على احتمالين فقط: تم تشكيل رفرف جلدي بين عظم الزند ونصف القطر بحيث يمكن للشخص أن يمسك بأشياء كبيرة ، أو تم ربط خطاف بالعبادة. كلاهما كان غير مريح وغير جمالي. اليوم ، حتى تشكيل الجذع لطرف اصطناعي مستقبلي يبدأ في غرفة العمليات. منذ الأيام الأولى من فترة ما بعد الجراحة ، يعمل فني الأطراف الاصطناعية مع الضحية ، مما يساعد في اختيار أفضل مجموعة من الأجزاء. يتم تشكيل الجذع وتدريبه ، ويتم تكييف أجزاء الطرف الاصطناعي المستقبلي إلى أقصى حد مع الاحتمالات المتبقية. صفعة رقيقة من السيليكون مع رقاقات مدمجة ملامسة للجلد. لا توجد سحجات من أطقم الأسنان الحديثة. تم تطوير البرنامج الخاص بكل منتج على حدة ، اعتمادًا على ما يفعله الشخص. المهمة هي استعادة الوظيفة القصوى.
مساعدة لذوي الاحتياجات الخاصة
وجب على من فقد أحد أطرافهيخضع الأمر لفحص طبي واجتماعي. بالتزامن مع إنشاء مجموعة المعوقين ، يجري تطوير برنامج إعادة تأهيل اجتماعي للجميع. يفترض إعادة التأهيل ، أولاً وقبل كل شيء ، استخدام الوسائل التقنية التي تسهل عودة الشخص إلى العمل. يتم تضمين جميع الأطراف الاصطناعية الإلكترونية في القائمة الإلزامية لهذه الوسائل التقنية. لدى الشخص خيار: في إطار برنامج إعادة التأهيل ، الحصول على منتج نهائي أو شرائه بمفرده مع استلام تعويض نقدي لاحقًا. يتم احتساب مبلغ التعويض على أساس متوسط تكلفة المنتجات الاصطناعية المماثلة.
ما الذي يعمل عليه المطورون؟
الأطراف الصناعية اليدوية الحديثة ممتازةيؤدون حركات خفية ، لكن الشخص لا يتلقى منهم تلك الأحاسيس التي اعتاد عليها. لذلك ، باستخدام الطرف الاصطناعي ، يمكنك تمشيط شعر الشخص ، لكن لا يمكنك الشعور بدفء فروة الرأس ونعومة الشعر. ينخرط العلماء الآن في القضاء على هذا النقص الشديد. لقد تعلم المتخصصون بالفعل كيفية دمج العظام بالتيتانيوم ، وربط مستشعرات الحركة والإحساس مباشرة بالعصب الحي. لذلك ، تحل اليد الإلكترونية محل اليد الحية تمامًا ، ويتلقى الشخص أحاسيس لمسية حُرم منها لسنوات عديدة. الاتصال المباشر للأعصاب والعضلات بجهاز تقني يزيد بشكل كبير من سرعة الحركة ، مما يجعله أقرب إلى الطبيعي.
ما هي اجزاء الساق الالكترونية؟
تشتمل الأطراف الاصطناعية الحديثة للساق على العديد من العناصر الأساسية ، مثل:
- صفعة من السيليكون مع أجهزة استشعار مدمجة ؛
- الدعم - قضيب من التيتانيوم ، على شكل قصبة ؛
- وحدة المفصلة مع المحركات الدقيقة والمعالج ؛
- وحدة ذكاء اصطناعي تعالج جميع الإشارات الواردة.
أحدث موديلات الأطراف الصناعية من شركة ألمانية رائدةالشركات لديها طلاء خاص مشابه جدًا للجلد. للجلد الصناعي غرض مزدوج: فهو يحمي أجزاء الطرف الاصطناعي من الرطوبة ويؤدي وظيفة تجميلية. يمكنك ترك طقم الأسنان المغطى ، والاستحمام به والمشي عبر البرك.
القليل من الخيال
اليوم ، يعيش العديد منهم على نفس الكوكب معناشخص لديه 2 أو حتى 3 أطراف صناعية في نفس الوقت. تم اختراع الجلد الصناعي الذي يغير المتانة. تم اختراع الهياكل الخارجية لمساعدة المصابين بالشلل على المشي. يجري تطوير المنتجات التي يحركها الفكر. التجارب جارية لتنمية الأعصاب في القنوات الدقيقة. من الناحية النظرية ، ليس اليوم بعيدًا عندما يكون من الممكن نمو العصب بالطول المطلوب. يحاول العلماء طمس الخط الفاصل بين الحياة البرية والأجهزة التقنية. يتزايد باستمرار عدد الحركات التي تقوم بها الأطراف الاصطناعية الإلكترونية ، ويزداد تعقيدها أيضًا.
كل هذا يعطي آمالاً كبيرة في أن يصبح الشخص أقوى من المرض.
الأطراف الصناعية تصبح روتينيةإجراء يعيد الشخص إلى مساره المعتاد. ربما سيأتي اليوم الذي يمكن فيه استبدال أي جزء من جسم الإنسان بآخر اصطناعي. على الأقل ، أريد حقًا أن أصدق ذلك.
