Роботска нога што може целосно да се контролира од мозокот и 'рбетниот мозок им овозможи на седум лица кои го изгубиле долниот дел од ногата да одат речиси подеднакво брзо како и луѓето без ампутации. Бионичкиот екстремитет користи компјутерски интерфејс што ги засилува нервните сигнали од мускулите во преостанатиот дел од ногата и му овозможува на носителот да ја движи протезата со мисла и природни рефлекси.
Во клиничкото испитување во кое учествуваа 14 луѓе, учесниците со овој интерфејс можеа да одат 41% побрзо од оние со стандардни роботски нозе. Тие покажале и подобра рамнотежа и способност за промена на брзината, качување по скали и прескокнување на пречки. Резултатите од истражувањето се објавени во Nature Medicine.
Повеќето постоечки вештачки бионички екстремитети се потпираат на претходно сетирани алгоритми за поттикнувањет на движењето и за автоматско префрлување помеѓу претходно дефинираните режими за прилагодувње на различните услови при одот. Напредните модели им помогнаа на луѓето со ампутации да одат, трчаат и да се качуваат по скали понепречено, но притоа движењето на екстремитетот го контролира роботот, а не корисникот, па уредот не се чувствува како дел од телото.
Решени да го променат ова истражувачите развиле интерфејс што го контролира роботскиот екстремитет со сигнали од нервите и мускулите кои остануваат по ампутација. Нивното клиничко испитување опфатило 14 учесници со ампутација под коленото. Пред да го носат роботскиот уред, седуммина од нив биле подложени на операција за поврзување на парови мускули во преостанатите делови од нивните нозе. Оваа хируршка техника има за цел да ги рекреира природните мускулни движења така што контракцијата на еден мускул го истегнува друг. Тоа помага да се намали болката, да се зачува мускулната маса и да се подобри удобноста на бионичкиот екстремитет.
Самата бионичка нога вклучува протетски глужд со вградени сензори, заедно со електроди кои се прикачени на површината на кожата. Тие ги “ловат” електричните сигнали произведени од мускулите на местото на ампутација и ги испраќаат до мал компјутер каде се декодираат. Ногата тежи 2,75 килограми, прилближно исто колку и просечниот природен долен екстремитет.
Системот бил тестиран така што учесниците вежбале да ги користат нивните нови бионички нозе вкупно по шест часа. Потоа, истражувачите ги споредиле нивните перформанси на различни задачи со оние од останатите седум учесници кои добија конвенционална операција и протези.
Новата процедура ја зголемила стапката на мускулни сигнали во просек на 10,5 импулси во секунда, наспроти 0,7 импулси во секунда во контролната група. Иако ова е еквивалент на само 18% од мускулните сигнали во биолошки недопрените мускули (што е околу 60 импулси во секунда) учесниците кои добиле од новата, бионичка роботска нога можеле целосно да ги контролираат своите протези и оделе 41% побрзо од оние во контролната група. Нивната максимална брзина се совпаѓала со онаа на луѓето без ампутации кога одат по рамна површина низ ходник долг 10 метри.
Истражувачите тестирале и колку добро учесниците можат да се движат во различни ситуации, вклучително и одење по површина со наклон од 5 степени, качување по скали и надминување препреки. Во сите сценарија, корисниците покажале подобра рамнотежа и побрзи перформанси отколку луѓето во контролната група.
Технологијата нуди нова надеж за луѓето со ампутации кои сакаат да го вратат природното искуство на пешачење. Подобрувањата во дизајнот на ногата би можеле да вклучат намалување на тежината и надградба на површинските електроди, кои сега се чувствителни на влажност и пот, па не се најпогодни за секојдневна употреба. Според научниците потребни се уште тестирања за да се утврди дали уредот може да се справи со потешки активности, како што се спринт и скокање.