Một nghiên cứu mang tính đột phá mới đây cho thấy một chiếc chân giả do não điều khiển có thể giúp người cụt chân đi nhanh hơn và vượt qua chướng ngại vật dễ dàng hơn.
Chân giả mới này mang đến cho người dùng dáng đi tự nhiên hơn và độ ổn định tốt hơn, một bước tiến trong công nghệ chuyển động.
(Ảnh: Pexels/ Lara Jameson)
Tiết lộ công nghệ chân sinh học điều khiển bằng não: Nó hoạt động như thế nào?
Chân robot đọc các cơ chân còn lại của bệnh nhân và điều khiển mắt cá chân chạy bằng điện. Điều này cho phép người đeo nó uốn cong, chỉ và xoay chân của họ chỉ bằng cách nghĩ về nó. Vì vậy, những người sử dụng chúng đi bộ tự nhiên hơn, ổn định hơn trên cầu thang và mặt đất không bằng phẳng và có thể đi bộ nhanh hơn 41% so với khi họ sử dụng chân giả thông thường.
Giáo sư Hugh Herr, đồng giám đốc Trung tâm K Lisa Yang về Kỹ thuật sinh học tại MIT và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết chưa có ai chỉ ra được mức độ kiểm soát não cần thiết để đạt được dáng đi tự nhiên trong đó chuyển động được kiểm soát bởi hệ thần kinh thay vì chương trình kiểm soát của rô-bốt. Herr đã mất cả hai chân vì chúng bị tê cóng nghiêm trọng khi ông bị kẹt trong một trận bão tuyết khi đang leo núi vào năm 1982. Mặc dù ông đã mất cả hai chân cách đây nhiều thập kỷ, ông vẫn hy vọng sẽ có được đôi chân sinh học tương tự.
Giao diện thần kinh cơ đối kháng (AMI) là phương pháp phẫu thuật mới cần thiết cho thiết bị này. Phẫu thuật này giữ lại hai bộ liên kết cơ quan trọng để di chuyển bàn chân.
Những kết nối này bị cắt trong quá trình cắt cụt thông thường, nhưng phẫu thuật AMI sẽ kết nối lại các cơ còn lại. Điều này cho phép theo dõi các cơn co thắt của cơ và chuyển thành chuyển động của mắt cá chân chạy bằng điện.
Các họcđược công bố trên tạp chí Nature Medicine, đã so sánh bảy người có chân giả với bảy người có chân tay bình thường. Những người đã phẫu thuật chân giả cho biết họ ít đau và mất cơ hơn. Họ cũng nghĩ rằng chân tay giả của họ phù hợp hơn với cơ thể của họ.
Herr giải thích rằng các bộ phận giả trở thành một phần của cơ thể một người khi họ có thể trực tiếp kiểm soát và cảm nhận cách chúng di chuyển. Ông cho biết đây có thể là một sự kiện rất xúc động đối với những người trải qua nó.
Ứng dụng thực tế và triển vọng tương lai
Là một vận động viên khuyết tật đã phẫu thuật vào năm 2018, Amy Pietrafitta đã nói về việc cô ấy hạnh phúc như thế nào với công nghệ này. Cô ấy cảm thấy như cô ấy đã lấy lại được chân của mình và nó có nhiều công dụng hữu ích. Tuy nhiên, các chuyển động tự nhiên vẫn bị hạn chế khi bộ phận giả không được kết nối với hệ thần kinh.
Cảm biến bề mặt thu thập hoạt động thần kinh từ não đến cơ bắp chân và ống chân. Hoạt động này cho thấy người đó muốn cử động cẳng chân. Một máy tính nhỏ trong chân sinh học đọc những thông điệp này và cử động chân theo phản ứng, giúp chuyển động của chi tự nhiên hơn.
Herr cho biết đối với những người có tứ chi sinh học vẫn hoạt động, những việc như lên xuống cầu thang là tự động và không thể dừng lại. Ông cho biết điều tương tự cũng đúng với bệnh nhân của họ, mặc dù cánh tay của họ được làm bằng titan và silicon.
Những bệnh nhân sử dụng giao diện thần kinh có thể đi bộ nhanh hơn 41% và nhanh hơn trên cầu thang và bề mặt dốc. Họ cũng cho biết chân giả không giống như một công cụ mà giống như một bộ phận bình thường của cơ thể họ.
Nhóm nghiên cứu MIT muốn giới thiệu chân giả trên thị trường trong vòng năm năm. Họ muốn nó thay đổi cách mọi người trên toàn thế giới được điều trị tại bệnh viện.
Herr cho biết ông nghĩ công nghệ này sẽ tạo ra sự khác biệt lớn trong việc chăm sóc lâm sàng cho nhiều người trên toàn thế giới. Ông nhấn mạnh sự tận tâm của họ trong việc cung cấp công nghệ này cho tất cả những ai cần.
Tiến sĩ Sigrid Dupan, một chuyên gia về chân tay giả tại University College Dublin, đã ca ngợi nghiên cứu này và cho biết kết quả về cách mọi người xử lý các loại địa hình khác nhau sẽ cải thiện cuộc sống của họ. Bà cho biết ca phẫu thuật có thể được thực hiện trong lần cắt cụt đầu tiên hoặc sau đó. Với những tiến bộ đạt được trong giao diện thần kinh, tương lai của chân tay giả có vẻ tươi sáng, với cánh tay sinh học dễ điều khiển hơn và tích hợp tốt hơn vào cơ thể.
Nguồn ScienceTimes