Robotic Limb Replacement

Fältet av robotteknik blir mer och mer avancerade. En mycket spännande tillämpning av robotteknik är inom medicin, närmare bestämt i utvecklingen av robotliknande lem ersättare. Limb ersättning innebär att man använder någon typ av protes för att ersätta en del av kroppen som amputerades eller förloras på grund av skada eller sjukdom. Med framsteg inom teknik och med en bättre förståelse för hur hjärnan styr rörelsen, är lem ersättare blir allt mer sofistikerade och verklighetstrogen. Betydelse

Målet med robotliknande lem ersättning är att utveckla proteser som ser, agera och känna sig som den lem som de ersätter. Det räcker inte längre att bara ersätta lem, måste det fungera nu som en fullt fungerande lem. Detta innebär inte bara att bygga mycket specialiserade konstgjorda lemmar, men också i att förstå hur hjärnan styr rörelsen. Utmaningen är hur man ansluter robotic lem så att patienten kan styra sin rörelse, precis som om det vore en vanlig lem. För närvarande är de flesta konstgjorda lemmar kontrolleras av muskelsammandragningar som initierats av patienten kontra neuronala signaler från hjärnan, som förekommer i naturlig rörelse.
Funktion

Varje rörelse som kropp gör börjar med en tanke. Så fort en tanke som jag behöver för att ta ett steg framåt, eller jag måste hämta min kaffekopp inträffar, utlöser hjärnan en rad komplexa reaktioner att göra denna rörelse hända. Hjärnan måste räkna ut vad musklerna att dra ihop och koppla tillsammans med hur mycket kraft som behövs för att utföra uppgiften. Med belysning hastighet, skickar hjärnan signaler via ryggmärgen och längs de nervösa vägar att samordna och rekrytera de nödvändiga musklerna. När det finns en förlust av en lem, det finns också en förlust av de nerver som förenade att lem till de signaler som skickas av hjärnan.
Typer

Vanliga protetik används idag inte ansluta den artificiella lemmen med nervsystemet. Protesen består av den artificiella lemmen och kablar som ansluter till ett område av kroppen där musklerna fungerar. Till exempel en hand protes skulle ansluta till axeln muskler. Patienten måste då kontraktet axeln muskler i mycket exakta sätt för att dra kablarna, vilket i sin tur gör det handprotesen flytten. Det finns också externt drivna proteser. I detta fall lem förflyttas med en batteridriven motor. I detta fall växlar måste flyttas för att göra lem flytta. Båda kräver mycket tid och utbildning på den del av patienten. Båda lämnar också en hel del att önska när det gäller att se levande och replikera naturliga rörelser. Därav behovet av robotiserade lem ersättning som gör det möjligt för hjärnan och den artificiella lemmen att interagera direkt med varandra.
Överväganden

att göra robot lemmar fungerar forskare måste räkna ut hur man får de signalerna från hjärnan att interagera med protes. Målet är att utveckla datoriserade system som kan tolka signalerna från hjärnan och sedan översätta dem till den robotiserade lem så att den kan reagera därefter. Det är nästan en fråga om att utveckla en konstgjord nervsystemet. Vetenskapen närmar med utvecklingen av att använda datachips som kan programmeras för att styra en protes. Protesen som innehåller chipet, övervakar patientens när han eller hon rör sig. Denna information är sedan utvärderas av en extern datorprogram. Därefter protesen programmerad att efterlikna de patienter naturliga rörelser. Chipet fungerar som en hjärna och automatiskt reagerar på förändringar i hastighet och riktning. Denna information används sedan förprogrammeras i protesen, så den artificiella lemmen är bättre matchas med patienter unika sätt att röra sig genom sitt dagliga liv aktiviteter.
Potential

spännande som programmerbara lemmar är, har de fortfarande sina begränsningar. De tillåter endast för ett litet antal, vanligtvis tio, programmerbara lägen. Eftersom de arbetar på batteri måste laddas. Ansträngningar görs nu för att tillåta batteriet att fungera i upp till femtio hours.Here är där vetenskapen av robotliknande lem ersättare erbjuder löfte. Målet är att på något sätt "tråd" den artificiella lemmen direkt till nervsystemet så att hjärnan styr varje rörelse naturligt. Först en elektrod måste kirurgiskt placeras i hjärnan. Då datorer som ingår i protesen skulle vara programmerad för att tolka de signaler som skickas av hjärnan för att initiera rörelse. Dessutom datorn i den artificiella lemmen behöver skicka information tillbaka till hjärnan som rörelsen sker, så justeringar kan göras. Forskare experimenterar nu med de bästa platserna att fästa elektroderna och på att förbättra de datoriserade signaler mellan protesen och hjärnan. Medan vi fortfarande är ett sätt från att göra detta till verklighet i människor, har forskning på råttor och apor har varit framgångsrika. Se länkarna nedan för mer information.