Автоматически настраиваемый протез обеспечит естественную походку (+ видео)

Активные протезы ног немного похожи на суперкары тем, что являются великолепными достижениями инженерной мысли, но они требуют регулярного и квалифицированного обслуживания, чтобы максимально задействовать их возможности. Это может быть дорогой и трудоемкой необходимостью. Поэтому инженер биомедицины из Государственного университета Северной Каролины Чапел Хилл разрабатывает алгоритм, который мог бы автоматически настраивать протезы при ходьбе.

Активный протез не может быть просто надет. Он должен быть установлен, как обувь на заказ на оставшейся части конечности, а затем выполняется «настройка» под такие физические характеристики, как размер и сила пациента, его походка. Как правило, это требует услуг специалиста по протезированию, чтобы внести необходимые коррективы в конструкцию протеза. Это медленный, дорогостоящий процесс, который часто приходится повторять, потому что изменяются состояния пациента в связи с привыканием к конечности или изменением веса.

Решением задачи по версии специалистов из Северной Каролины стал программный алгоритм, который делает работу протезиста автоматически и по более низкой стоимости. Его можно использовать с любым активным протезом, он настраивает мощность, подаваемую на двигатели, которые управляют суставами, так что пациент может комфортно ходить, даже при выполнении таких задач, как прохождение с тяжелым багажом через вестибюль аэропорта.

Ортопедический протез работает, имитируя функции живой ноги. Они разработаны таким образом, чтобы угол суставов протеза корректировался программно, соответствуя естественным движениям при ходьбе. Алгоритм фиксации угла суставов сравнивает их в режиме реального времени с соответствующими табличными значениями, делает при необходимости коррективы и выполняет их автоматически.

По заявлению разработчиков, испытания алгоритма показывают, что он в состоянии делать корректировки лучше, чем это может живой протезист. Но впереди еще много работы.

«Протезисты полагаются на многолетний опыт не только при регулировке угла сустава, но также настраивают протез, чтобы помочь пациентам поддерживать удобную позу при ходьбе», - говорит Хелен Хуанг, доцент биомедицинской инженерии. «Мы пока не в состоянии повторить успех протезиста в достижении этих комфортабельных телодвижений, но мы стремимся к этому».