Поліпшення якості життя людей з інвалідністю є метою Групи з реабілітаційних технологій при Фізичному дослідницькому центрі Вігнера Угорської академії наук. Дослідники намагаються, серед іншого, створити штучну регуляцію, яка дозволяє паралізованим кінцівкам відновити активну м’язову силу.

гей-фундаментальні

Реабілітаційні дослідження - це як фундаментальні дослідження, на яких згодом можуть будуватися технології та методи, так і розробка самих методів. Тіло людини і рух людини складні: для роботи інструментів реабілітації також необхідний фізіологічний, фізичний, біологічний та інженерний підхід.

Група реабілітаційних технологій Центру досліджень фізики Вігнера Угорської академії наук існує у своєму нинішньому вигляді з 2014 року, але вона озирається на десятиліття історії в різних інститутах Центрального фізичного науково-дослідного інституту (KFKI). Одним із основних напрямків дослідження групи є реабілітація людей, які частково стали нерухомими через травму нервової системи. Ключовим словом у цій справі є реабілітація руху, яку математик Йозеф Лацко, керівник групи, пояснює, що деякі програли - сенсорна або рухова, тобто сенсорна або рухова - заміна функції за допомогою функцій залишкового руху та штучного контролю. Це не ліки, це справа медицини. Реабілітація дозволяє людям з обмеженими можливостями жити здоровіше, самостійніше.

Що це за інші особливості?

Організм людини замінює самі функції: сліпі зазвичай отримують більше інформації через слух і дотики, ніж зіркі. Глухі можуть спостерігати і читати в рот, що мають робити слухові апарати.

Технології реабілітації так само заповнюють відсутні функції, але вимагають серйозного інженерного проектування, масштабного збору та оцінки даних.

Здоров’я починається з руху: активні рухи корисні для кровообігу, дихання, кісток і м’язів, покращують загальний стан здоров’я та підтримують загальний стан. Тому це важливо - особливо для молодих пошкоджень спинного мозку, які переживають десятиліття життя вперед - знайти якомога більше способів переміщення паралізованих частин тіла. Для цього існує кілька рішень. Дослідницька група MTA Wigner FK досліджує можливості активного руху.

"Ми намагаємось створити штучну регуляцію, яка дозволяє паралізованим кінцівкам відновити активну силу м'язів". - сказав Йожеф Лацко про роботу групи. "Активний" у цьому випадку означає, що м'язи скорочуються внаслідок електростимуляції, а контроль руху, здійснюваний центральною нервовою системою у непаралізованої людини, здійснюється зовнішнім стимулятором у пацієнтів, у яких пошкодження спинного мозку вимагає рухомої команди він не потрапляє з мозку в м’язи. Пацієнти з паралізованими ногами також тренуються в Національному інституті медичної реабілітації та на кафедрі наук про здоров’я та медицину спорту Університету фізичного виховання. Робота з функціональної електричної стимуляції була розпочата за участю та співпраці Католицького університету Пазмані Петра в цих закладах. "Їзда на велосипеді хороша тим, що вона може займатись протягом 20-25 хвилин, забезпечує періодичні, хороші вправи, під час яких ви можете втомлюватися, і це корисно для вашого фізіологічного стану". - пояснив дослідник. У цьому випадку важливо, щоб пацієнта рухав не хтось, а його власні м’язи, що, крім фізичного позитиву, має для цих людей і багато психологічного значення.

Як рухається людина?

Погляньте, що є під рукою! Якщо ви знайшли ручку, підніміть її рукою один-два рази для письма, якщо у вас є склянка, підніміть її до рота кілька разів, спостерігаючи за траєкторією руху вашої руки! Рухи не будуть абсолютно ідентичними, але вони будуть дуже схожі один на одного. Вчені також обговорюють, чи намагається мозок впровадити внутрішню ідеальну модель у всіх випадках, чи лише фізичні закони впливають на ці рухи. Що точно: мозок дає команду, він проходить через нервову систему, електричний подразник змушує м’язи скорочуватися і рух здійснюється.

Наука про моторний контроль намагається зрозуміти, чому даний рух людини відбувається таким, яким він є, що можна виміряти від руху. На додаток до прикладних досліджень, описаних вище, ці основні дослідження також стосуються MTA Wigner FK. Вони також залучають здорових людей, які вимірюють свою активність під різними навантаженнями, а потім використовують математичні та статистичні методи, щоб визначити, якою стимуляцією м’язів потрібно рухатись їхніми кінцівками, використовуючи дані вимірювань від десятків людей. Дослідження функціональної електричної стимуляції м’язів не обмежуються ФК Вігнера Угорської академії наук: викладають факультет природничих наук Університету Печ, Факультет інформаційних технологій та біоніки Католицького університету Пазмані Петра та Університет фізичного виховання Важлива роль у програмі.Дослідження вимагають злагодженої спільної роботи фізиків, математиків, інженерів, медичних працівників.

Він може з’явитися в будь-якому реабілітаційному центрі

Понад двадцять пацієнтів беруть участь у лікувальних процедурах - тривалій програмі для людей з пошкодженнями спинного мозку. Метод готовий стати частиною повсякденних реабілітаційних процедур, але для цього потрібно буде придбати велотренажери та інше обладнання в реабілітаційних центрах, а також навчити помічників. Поки що немає медичного форуму, який би фінансував таке розширення. У дослідницькій групі Wigner FK Угорської академії наук вони кажуть: вони все ще вдячні Національному інституту медичної реабілітації за надання доступу пацієнтам. Всі добре працювали разом: пацієнти переїжджали, дослідники могли вдосконалити метод, а інститут міг застосувати новий вид лікування.

З можливих напрямків дослідження групи дуже цікавим є «дослідження відносин людина-машина»: контроль електроніки кардіостимулятора на основі сигналів, заснованих на мозковій діяльності (взаємозв'язок мозок-машина), або вимірювання рухів тіла, що залишилися (відносини тіло-машина). . Однак це більш далеке майбутнє. “Якщо я буду говорити про це, люди повірять, що з завтрашнього дня ми зможемо цього досягти. Я не хочу викликати марні мрії " - - попередив Йозеф Лацко. Безпосередня мета - дозволити ручну їзду на велосипеді після стимуляції м’язів ніг у пацієнтів, у яких також паралізовані верхні кінцівки - це може статися раніше.

Людина завжди витонченіший за робота

Контроль руху пропонує сотні питань та напрямків досліджень. Цікавим є не лише підбір стимульованих м’язів - це носилки стегна та м’язи-згиначі стегна, серед іншого, коли ви їдете на велосипеді -, а також терміни скорочення та розподілу праці між м’язами, добре скоординована співпраця м’язів.

Послідовність рухів, повторених сто разів, має дисперсію, не завжди буде точно такий самий рух, але великих відмінностей не буде. Якщо вони з’являться - наприклад, тому, що обстежуваний хворіє на хворобу Паркінсона або переніс інсульт - це вказує на помилку управління. Дослідницька група MTA Wigner FK не вивчає подразники мозку, їх область дослідження - периферія, тобто рух рук і ніг. Однак дані, виміряні під час фізичних вправ, підходять для висновку, які регулятивні принципи могли бути порушені.

Ця різноманітність нашого руху є однією з наших характеристик, що відрізняє його від машин. Робот-рука завжди відображатиме ту саму послідовність рухів, для якої вона була запрограмована. За винятком, звичайно, на кіноекрані, де ми в основному бачимо оцифрований рух людини замість більш кутових рухів робота, що відразу робить машини більш схожими на людину.

Рух у просторі буває різним

Захворювання нервової системи, таке як інсульт, є лише одним із факторів, який може вплинути на моторний контроль. «Я також брав участь у проекті NASA, який розглядав рухи в невагомості. Якщо немає сили тяжіння, це змінює регулювання ” - - сказав Йожеф Лацко. Застосована сила м’язів, опір, який потрібно подолати, або швидкість руху також можуть суттєво змінити параметри. Це, у свою чергу, може бути знайдено в реабілітаційній роботі та контролі нейропротезів. У цій галузі також співпрацюють партнери дослідників MTA Wigner FK, зокрема Чиказький реабілітаційний інститут.

Не все - це рух

Хоча дослідницька група багато робить щодо контролю руху, це не єдина область досліджень.

Принаймні настільки ж важливим є додаток Mobile Assistant (MOST) для незрячих, який робить смартфони повністю придатними для використання з маскою, виготовленою на 3D-принтері.

Чому це потрібно, коли в смартфонах здебільшого є зчитувач екрану? Оскільки деякі користувачі не хочуть спілкуватися зі своїм телефоном, крім того, вони навчилися вводити символи шрифтом Брайля дуже швидко. Маска повинна бути розміщена на екрані вашого мобільного телефону, як задня кришка телефону. Діри в масці легко знайти пальцями, роблячи сенсорний екран, який можна сприймати як інакше гладку скляну пластинку, прохідну та тактильну. Окрім введення тексту, програма також дозволяє запускати програми, що працюють на телефоні, починати читати текст та редагувати текст.

Дослідники, які розробили маску та додаток, кажуть, що нові користувачі процвітають після півтори години тренувань. Нове слід розуміти лише з точки зору інтелектуальної телефонії: досвід того, що люди похилого віку віддають перевагу замаскованому рішенню. Вони найкращі в шрифті Брайля. Молодші вже навчилися писати на ПК, а також використовуються для програмного забезпечення для зчитування екрану, більшість з них потребують різних рішень. Група пишається тим, що в програмному забезпеченні NOW також є глухонімий користувач: його телефон дає йому зворотний зв'язок у вигляді вібруючих крихтних сигналів.

Вбудованість дослідницької групи також пов’язана з тим, що десята велика конференція Міжнародного товариства управління двигунами відбулася в Будапешті в 2015 році за участю вчених з 31 країни.