Granice nowoczesnych możliwości

Egzoszkielet HAL daje pacjentom nadzieję

Deb Miller Landau iQ Managing Editor

Pierwszy na świecie cyborg — egzoszkielet HAL (Hybrid Assistive Limb) pomaga osobom o ograniczonej sprawności ponownie uwierzyć w swoje ciało i umysł.

Kunihiko Miyahara uwielbiał surfowanie. Jego żona Kaori przerzuca kartki albumu wypełnionego wspomnieniami z życia pary. Pokazuje zdjęcia męża wzbijającego się na falę.

Państwo Miyaharowie poznali się na planie. Na scenie byli parą. Kunihiko przyznaje, że to on pierwszy zakochał się w Kaori. Od dwudziestu lat są szczęśliwym małżeństwem. Byli razem w szczęściu i niedostatku, w dobrych i złych chwilach.

INCOH30996_RoboCare_Miyahara_Interview_3423-e1466527562799-uk

Najgorsze nadeszły po wypadku Kunihiko. Gdy jechał rowerem po Tokio, potrącił go motocykl. W jednej chwili marzenia o surfowaniu legły w gruzach razem ze strzaskanym kręgosłupem.

„Lekarz powiedział, że nigdy nie będę już chodzić” — wspomina Kunihiko.

Nowe osiągnięcia technologiczne w dziedzinie robotyki dają jednak pacjentom nadzieję na przezwyciężenie niektórych fizycznych ograniczeń.

 

Egzoszkielet HAL

„Kiedy miałem dziewięć lat, przeczytałem książkę Ja, robot” — mówi dr Yoshiyuki Sankai, profesor, robotyk i założyciel firmy produkującej roboty CYBERDYNE. Powieść science fiction Isaaca Asimova, w której autor opisał Trzy prawa robotyki, już w dzieciństwie zainspirowała profesora Sankai. Pierwsze z nich — chronić człowieka — stało się podstawą do opracowania egzoszkieletu Hybrid Assistive Limb (HAL).

INCOH30996_RoboCare_Miyahara_2907-e1466527660653-uk

Cyborg — egzoszkielet HAL, czyli skrzyżowanie człowieka, robota i systemów informatycznych, przypomina z wyglądu nogi szturmowca z Gwiezdnych wojen, a jego działanie opiera się na wykrywaniu sygnałów wysyłanych przez system nerwowy użytkownika. Użytkownik egzoszkieletu musi ponownie nauczyć swój mózg komunikacji z ciałem.

Sankai twierdzi, że HAL może poprawić funkcjonowanie uszkodzonych partii ciała.

Działanie HALa przebiega w kilku etapach. Mózg przesyła sygnały nerwowe do mięśni, którymi chce poruszyć, skóra rozprowadza te impulsy w postaci sygnałów bioelektrycznych, które zostają odebrane przez robota HAL, a następnie HAL odpowiednio dostosowuje poziom ruchu i wysiłku niezbędnego do jego wykonania. Ruch odbywa się w czasie rzeczywistym, dlatego mózg użytkownika może otrzymywać sygnały nerwowe z mięśni i stawów, co umożliwia mu skuteczniejsze kontrolowanie uszkodzonych funkcji motorycznych.

„Po terapii z egzoszkieletem mogę stać, mogę chodzić i używać rąk” — mówi Kunihiko. „Moje ciało się zmienia”.

Kaori twierdzi, że rok temu jej mąż nie był w stanie nic zrobić samodzielnie. Dziś jest innym człowiekiem.

INCOH30996_DrSankai_0892-e1466527713537-uk

Dr Sankai uważa, że właśnie dlatego egzoszkielet jest tak wyjątkowy.

„Robot HAL wpływa na sposób myślenia i emocje jego użytkowników” — mówi. „Daje ludziom motywację i nadzieję”.

 

Technologia

HAL został opracowany tak, by zwiększać ludzkie możliwości — twierdzi Paul Tapp, dyrektor ds. technologii w firmie Intel. Jednak aby spełniać swoje zadanie, robot musi być w stanie przetwarzać dane wystarczająco szybko.

„Wewnątrz egzoszkieletu znajduje się wbudowany procesor Intel® Atom™” — mówi Tapp. „To centralna jednostka przetwarzania dla wielu różnych czujników i mikrokontrolerów, które odbierają sygnały nerwowe wysyłane przez ciało człowieka, analizują je i przesyłają opracowane dane”.

INCOH30996_CyberDyne_HAL_1236-uk

Czujniki ruchu śledzą ruchy pacjenta w trzech wymiarach, co umożliwia uzyskanie informacji na temat zakresu ruchu ciała pacjenta. Tapp wyjaśnia, że dane są przetwarzane przez szereg złożonych algorytmów, co pozwala lekarzom określić, jakiej dokładnie terapii wspomagającej potrzebuje pacjent.

Zdaniem Tappa technologia robotów to realizacja futurystycznej wizji ze starych filmów.

„Spójrzmy tylko na możliwości człowieka, które 30 lat temu stanowiły wątki science fiction” — mówi. „To, co dziś inspiruje dzieci, nastolatków i nawet dorosłych, to też początek czegoś nowego”.

Robot HAL sprawił, że Kunihiko Miyahara ponownie uwierzył w swoje ciało. „Pewnego dnia” — mówi — „chcę znowu okiełznać fale oceanu”.

 

Materiał opracowano z pomocą Karli Petrovic.

 

Od redakcji: W tej serii Experience Amazing (Niesamowite technologie) iQ sprawdza, jak technologia komputerowa wewnątrz umożliwia niesamowite doświadczenia na zewnątrz. Przyglądamy się, jak technologie komputerowe otwierają nowe możliwości i pozwalają na nowe odkrycia w nauce, w ruchu makerów, modzie, sporcie i rozrywce. Więcej informacji na temat technologii opisanych w naszych artykułach można znaleźć na stronie Experience Amazing.

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Innowacje techniczne

Przeczytaj w następnej kolejności

Read Full Story