العقل والمغناطيس

غالبًا ما يعاني الأشخاص الذين يستخدمون الأطراف الصناعية بعد البتر لجعلها تتحرك بشكل طبيعي. توفر تقنية جديدة تعتمد على مغناطيس صغير إمكانية تحكم أكثر دقة وبديهية.



طقم اختبار الحمض النووي لشجرة العائلة

اليوم ، يتم التحكم في معظم الأطراف الصناعية عن طريق تخطيط كهربية العضل (EMG) ، والذي يستخدم أقطاب كهربائية - إما يتم زرعها جراحيًا أو توضع على الجلد - لتسجيل الإشارات الكهربائية من الدماغ التي تخبر عضلات الطرف المتبقي بالانقباض. لكن هذا لا يلتقط ما تفعله العضلة في الواقع. يعتمد علم المغناطيسية المغناطيسية (MM) ، البديل التجريبي الذي طوره باحثون في مجموعة هيو هير للميكاترونكس في MIT Media Lab ، بدلاً من ذلك على أزواج من الخرزات المغناطيسية المدمجة في الأنسجة. من خلال قياس كيفية تحرك المغناطيسات بالنسبة لبعضها البعض ، يمكن للباحثين أن يحسبوا بدقة مقدار وسرعة تقلص العضلات. يمكن نقل هذه التغذية الراجعة إلى الطرف الاصطناعي في غضون فترة زمنية قصيرة.

مفهوم الأطراف الصناعية

تُستخدم أزواج من المغناطيس لحساب كيفية تحرك العضلات في الطرف المتبقي لمبتور الأطراف ، مع انتقال التغذية الراجعة إلى طرف اصطناعي في أجزاء من الثانية.





بإذن من الباحثين

يمكن بعد ذلك إدخال القياسات في نموذج حاسوبي يتنبأ بمكان وجود الطرف الوهمي للمريض في الفضاء ، بناءً على تقلصات العضلات. سيكون المريض قادرًا على توجيه الجهاز للتحرك حسب الرغبة ، مع تطابق النتائج مع الصورة الذهنية لموضع الطرف.

يقول هير إنه باستخدام القياس المغناطيسي للمغناطيسية ، فإننا نقيس بشكل مباشر طول وسرعة العضلات. من خلال النمذجة الرياضية للطرف بأكمله ، يمكننا حساب المواضع المستهدفة وسرعات المفاصل الاصطناعية المراد التحكم فيها ، ومن ثم يمكن لوحدة تحكم آلية بسيطة التحكم في تلك المفاصل.

في ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا عن العمل ، والتي استخدمت خرزًا مغناطيسيًا يبلغ قطرها ثلاثة مليمترات يتم إدخالها في عضلات ربلة الديك الرومي ، وجد الباحثون أنه يمكنهم استخدام مستشعرات مغناطيسية موضوعة على الجزء الخارجي من الساقين لتحديد موضع المغناطيس بدقة. 37 ميكرون (عرض شعرة الإنسان تقريبًا) أثناء تحريك مفاصل كاحل الديك الرومي. يمكن الحصول على هذه القياسات في غضون ثلاثة مللي ثانية.



في غضون السنوات القليلة المقبلة ، يأمل الباحثون في إجراء دراسة صغيرة على البشر الذين يعانون من بتر أسفل الركبة. يمكن وضع المستشعرات المستخدمة للتحكم في الطرف الآلي على الملابس أو لصقها بالجلد أو لصقها على الجزء الخارجي من الطرف الاصطناعي.

يمكن أيضًا استخدام MM لتحسين التحكم في العضلات الذي يتم تحقيقه باستخدام تقنية تسمى التحفيز الكهربائي الوظيفي ، والتي تُستخدم الآن للمساعدة في استعادة الحركة لدى الأشخاص الذين يعانون من إصابات في النخاع الشوكي. ويمكن أن يوجه الهياكل الخارجية الروبوتية ، والتي يمكن ربطها بالكاحل أو بمفصل آخر لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من ضعف العضلات نتيجة لسكتة دماغية أو بعض المشاكل الصحية الأخرى.

يقول هير إن المغناطيس والهيكل الخارجي يعملان بشكل أساسي كعضلة اصطناعية من شأنها تضخيم ناتج العضلات البيولوجية في الطرف المصاب بضعف السكتة الدماغية. إنه مثل نظام التوجيه المعزز الذي يستخدم في السيارات.

يقول هير إن أملنا هو أن يحل MM محل التخطيط الكهربائي للعضلات باعتباره الطريقة المهيمنة لربط الجهاز العصبي المحيطي بالأطراف الإلكترونية. ويضيف أنه بمجرد إدخالها في العضلة ، يمكن أن تظل الخرزات في مكانها مدى الحياة دون الحاجة إلى استبدالها.



يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به