Nový typ zařízení, něco mezi protézou a ortézou, vyvinuli v Michiganské universitě. Autoři mu dali název vnější robotická kostra. Zatím ji zkoušejí na zdravých osobách, aby zjistili, jak zařízení dokáže funkci komplikovaného kloubu, jakým je kotník, podpořit. Vědci původně neuvažovali o komerční výrobě, ale výsledky testů jsou natolik povzbudivé, že výrobu zařízení rozšířili a zkouší nyní prototypy i na kolenní a dokonce i na kyčelní kloub. Zařízení najde užití především v rehabilitaci a mělo by pomáhat pacientům postiženým mozkovou mrtvicí a těm, jež mají částečně poškozenou míchu. Musí však jít o pacienty, kteří jsou schopni udělat alespoň nějaký minimální pohyb s poškozenou končetinou.
Vše ztraceno ale nemusí být dokonce ani tehdy když pacient s končetinou vůbec nepohne. Rozhodující je, aby mu do končetiny vedly elektrické impulsy, které k ní vysílá mozek. Nemusí se jednat o normální silné impulsy,stačí jejich "slabý odvar". Dokonce ani nevadí, pokud jsou to signály vlivem špatného přenosu či nemoci všelijak "pokroucené" a za normální situace nefunkční. Stačí že jde tyto signály sejmout, pakuž je toto zařízení schopno zajistit, aby se pacient s jeho pomocí začal pohybovat svižně a bez vynaložení velké námahy.
Pokusy ukázaly, že ti, kdož si toto pomocné zařízení nasadí, jsou schopni jej zhruba po půl hodině cviků ovládat. Nervový systém nositele si ale na něj zvyká delší dobu. Ovládání kostry si mozek osahává postupně a do paměti se mu zafixuje asi až po třech dnech.
Ovládání kostry je založeno na snímání signálů, které mozek vysílá směrem ke svalům na našich končetinách. Těmi nám mozek říká, jak moc a které svaly se mají smrštit. U lidí s poškozenou míchou a nebo některými neurologickými poruchami, ale tyto elektrické signály nejsou dostatečně silné a nebo jsou nekoordinované. Takoví pacienti mají problém s tím, jak vykonat pohyb který zamýšlejí. Proto i trénink ostatních svalů na takové „neposlouchající“ končetině je obtížný. Toto zařízení by to mělo odstranit.
Typické robotické rehabilitační protézy jsou napojeny na počítač, který jim dává pokyny k pohybu. Jde jen o spouštění a opakování jakéhosi průměrného optimálního předem naprogramovaného pohybového vzoru.
Robotická vnější kostra pracuje jinak. Dráty z této protézy nevedou do počítačové jednotky, ale k pacientově noze. Čidla, umístěná na noze, snímají elektrické signály, které k nim vysílá mozek. Tyto signály jdou do počítače a ten v reálném čase vyšle signál k pomocnému „svalu“ této kostry. Nejde o svaly v pravém slova smyslu, nýbrž o válce s písty. Jakmile počítač obdrží signál z kůže (z míst, kde se nachází ten který konkrétní sval), dá pokyn, aby se v odpovídajícím pneumatickém systému zvýšil tlak. Současně tak dochází ke kontrakci skutečného svalu na končetině i jeho pneumatického pomocníka na vnější kostře.
První pokusy s tímto zařízením nevypadaly slibně. Chůzi to zhoršovalo. To je tím, že mechanická síla přídavného zařízení učiní pohyb razantním a silným. Naštěstí vědci v testech po prvních neúspěších nepřestali. Tak vyšlo najevo, že po krátkém čase se nositel na zařízení adaptuje a začne svoje svaly používat „opatrněji“. Mozek přestane burcovat své svaly dlouho trvajícími impulsy k velkému výkonu. Pozná, že exoskelet za ně odvede většinu dřiny sám. Už po 30 minutách zvykání si na zařízení se stane chůze koordinovanější a přirozená. Tolik zatím ukázaly testy na zdravých lidech. Teď nastoupí testy s těmi, kteří mají svalovou funkci různou měrou poškozenu. Předpokládá se, že i tyto testy proběhnou úspěšné a o tuto rehabilitační pomůcku je zájem už nyní, i když testy nejsou dotaženy do konce.
Širšímu použití, než jakým je rehabilitační pomůcka, bude ale bránit dostupnost zdroje s dostatkem stlačeného vzduchu. Bez něj se pneumatický systém neobejde. Leda že by se nemocní pacienti chovali tak trochu jako pejskaři. Obdobně, jako zdraví lidé chodí ven se svým psem na vodítku, brali by si na procházky s sebou psa robotického. O jednom takovém poskakujícím psu pro nošení vojenské bagáže jsme na Oslu psali, jmenoval se BigDog. Jeho menší bratříček by mohl poslušně vyrábět stlačený vzduch a chodit se svým pánem i do takového terénu, kde robot na kolech nemá šanci.
Video: Detailní pohled na funkci pneumatického zařízení kyčelní ortézy (Quicktime)
Video: Chůze s kotníkovou robotickou kostrou (Quicktime)
Video: Chůze s kolenní kostrou (Quicktime)
Video: Pneumatický systém zvládne i poskakování. Zde jej prověřuje umělý oscilátor nervových vzruchů.
Wideo: Robotický pes v akci