16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/399/2159568.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 19 (399) октябрь 2020 года

А внутри у ей — неонка

— Внутре! — прошелестел старичок. — Внутре смотрите, где у нее анализатор и думатель...

Пока одни ученые ищут панацею от насморка, ларингита и коронавируса, другие конструируют человеческое тело, оснащая его искусственными органами и бионическими частями тела. Вполне возможно, что эксперименты приведут к созданию полноценного киборга. Но пока искусственный интеллект на нашей стороне, можно пофантазировать, как изменится человек после всех инородных добавок.

Сердце, которое все чувствует

Казалось бы, сердце невозможно заменить. Оно никогда не врет, все чувствует, и каждый его удар символизирует жизнь. Но это было раньше. Кардиохирургам и биоинженерам удалось создать биосовместимый аппарат CARMAT, выполняющий функцию оригинального «насоса» нашего тела.

Он состоит из двух желудочков и двух насосов. Как и в человеческом сердце, желудочки разделены между собой тонкой мембраной. В один поступает кровь, в другой — жидкость из внешнего устройства.

Насосы так же работают, как в организме здорового человека: они создают давление, благодаря которому сердце сокращается и выталкивает кровь.

Все функции аппарата контролируются микропроцессором и датчиками, которые реагируют на скорость кровотока и артериальное давление.

В комплекте с аппаратом идет внешний небольшой блок питания: аккумулятор вешается на плечо. После зарядки устройство может работать в течение 12 часов, срок годности — до 5 лет, как у обычного кардиостимулятора. По данным за 2015 год, стоимость «органа» колеблется от 150 000 до 180 000 евро.


Матрица внутри

Если существует искусственное сердце, значит, должны быть и искусственные сосуды. Так и есть. По сути, синтетические протезы существовали и ранее. Но технология была несовершенной и не подходила для тонких кровеносных сосудов, существовал риск возникновения тромбов. В детской хирургии, когда маленький пациент растет и, как следствие, его сосуды становятся толще, протезы необходимо регулярно менять. Это непростая операция как для врача, так и для больного.

Принципиально новый подход позволил создать сосуд, который растет на основе растворимой матрицы. В качестве материала исследователи использовали полимерную кислоту — естественное соединение для человеческого организма. Конечно, методику не испытывали на человеке, но опыт с крысой был удачным. Мелкому грызуну вживили имплантат в брюшную аорту. Более чем за год матрица растворилась в организме, и на ее месте образовался искусственный сосуд. По своим характеристикам инородный имплантат схож с естественным. Правда, в ходе исследований в технологии обнаружился один существенный минус: у подопытной крысы обнаружился аневризм аорты. Сейчас ученые пытаются исправить побочный эффект своей разработки. Они ищут способы укрепления стенок матрицы, и кто знает, после серии удачных экспериментов станет ли технология одним из методов хирургического лечения?


Электронная кожа и кибер-глаз

Косметологи во всем мире пытаются создать свои вакцины от старения кожи. В бионическом протезировании «кожный» вопрос также стоит остро, поскольку все аналоги человеческого покрова, которые существуют на рынке, лишены главного — хорошей чувствительности. Запрограммировать кибер-конечность ощущать предметы возможно, но сенсорные функции имплантата все равно будут низкими. И все же ученый мир близок к решению проблемы.

Так, исследователи Китайской академии наук создали относительно небольшой кусочек электронной кожи, которым покрыли палец искусственной руки. Изобретение оснастили магнитным сенсором и покрыли полимерной мембраной. В результате опытного эксперимента мембрана продавливалась, тем самым она приближалась к встроенным сенсорам. Полученное сопротивление отправлялось на электронную схему, которая конвертировала сигнал. В результате ученым удалось доказать, что их изобретение может «чувствовать» не только прикосновения, но и регистрировать изменения направления ветра.

Исправить дегенеративное заболевание глаз берутся многие компании, предлагая свои непревзойденные методы лечения. Например, российские ученые сейчас активно разрабатывают искусственные сетчатки глаз (стоимость импланта от 100 тысяч долларов). В Европе пользуются популярностью 3D-биопринты, способные изготавливать глаукомные клапаны, контактные линзы и интраокулярные импланты.


Кибер-конечности

Имплантаты конечностей появились несколько лет назад как на азиатских, так и на европейских рынках. Сперва к ним относились скептически, считая их частью развлекательного контента, но по мере усовершенствования технологий сомневающихся становилось все меньше и меньше.

По сути, сейчас кибер-конечности уже не воспринимаются как протезы. Это экзоскелет, который в разы прочнее, чем человеческая кость и имеет пластический или металлический каркас.

Так, британская компания Open Bionics разработала кибер-руку под названием Hero Arm. Она создается 3D-принтером всего за 40 часов и по сравнению с аналогичными устройствами стоит недорого — 3 000 вместо 90 000 долларов.

Это первый в мире напечатанный протез, получивший официальное одобрение медицинского сообщества. Работает «рука» как естественная часть тела: реагирует на мышечные сокращения при помощи датчиков.

Конечность имеет также множество интересных функций. Например, она способна поднимать тяжести до 8 кг, может регулировать силу зажима и вращать запястья на 180 градусов. Но есть и недостаток — отсутствие чувствительности. Правда, на рынке существует бионический протез Bebionic, который стоит около 2 млн рублей. Его производители добились почти невозможного: обладатель кибер-руки может не только почувствовать предмет, но и испытать болевые ощущения. Кончики пальцев модуля покрыты электронной кожей, в которую встроены датчики давления. Они подают сигналы мозгу, давая возможность пользователю ощутить предмет.

Впервые о бионическом протезировании нижних конечностей заявил немецкий концерн
«Отто-Бокк» еще в 1997 году. Тогда была представлена разработка C-Leg — коленный модуль, полностью управляемый с помощью микропроцессора. Кроме того, технология позволила добиться ранее недостижимых показателей динамики и безопасности ходьбы. С тех пор компания считается одним из лидеров своей отрасли.

Именно немецкие разработчики выпустили первый в мире водонепроницаемый бионический протез бедра — Genium X3. Технология позволила их обладателям не только погружаться в воду на глубину до 3 метров, но и в течение нескольких часов заниматься любыми активными видами спорта. Сейчас на рынке бионических протезов пользуется популярностью коленный модуль Genium — он помогает пользователю воспроизводить его естественную походку.

Одной из главных функциональных возможностей влагозащищенного протеза, которому не страшна коррозия даже в морской воде, считается функция walk-to-run — мгновенное переключение между ходьбой, ускоренным шагом и бегом. Цена протеза колеблется от 2 до 2,5 млн рублей. Важно также помнить, что все протезы подбираются строго индивидуально для каждого случая.

Не отстают от немецких коллег и ученые исландской компании Össur. Это касается не только ценовой политики фирмы, стоимость их аппаратов примерно такая же, как и у концерна «Отто-Бокк», но и технологически схожего ассортимента. Они предлагают коленный модуль самообучающегося типа.

Уникальность разработки кроется в ее функциональных возможностях: система микропроцессорного контроля следит за действиями пользователя и постепенно адаптируется к особенностям его движений.

Proprio Foot — еще одна перспективная разработка фирмы Össur. Исландцам удалось создать первую в мире стопу с искусственным интеллектом, которая уже активно используется в медицине. Например, модуль подходит пациентам, лишившимся голени и бедра. По своей функциональности устройство близко к стопе здорового человека. Технология способна автоматически сгибать и разгибать щиколотку при ходьбе. Одной из популярных моделей бионических ног на рынке ортопедии считается Symbionic Leg все той же компании Össur. Имплантат подходит пациентам с короткими культями бедер и двусторонними ампутациями. Технология позволяет ее обладателю не только естественно двигаться, подниматься и спускаться по лестницам, но и вести активный образ жизни.

Это лишь небольшой перечень бионических заменителей, которые могут искусственно модернизировать организм человека. Однако как наш мозг — единственный орган, для которого ученые еще не создали достойного технологического двойника, будет реагировать на искусственную упаковку, неизвестно.

Но не пора ли человечеству задуматься не о конкурентной борьбе с самими собой, а объединиться перед возможной киборг-угрозой?

А внутри у ей — неонкаКод PHP" data-description="Пока одни ученые ищут панацею от насморка, ларингита и коронавируса, другие конструируют человеческое тело, оснащая его искусственными органами и бионическими частями тела. Вполне возможно, что эксперименты приведут к созданию полноценного киборга. Но пока искусственный интеллект на нашей стороне, можно пофантазировать, как изменится человек после всех инородных добавок.<br /> " data-url="https://www.eprussia.ru/epr/399/2159568.htm"" data-image="https://www.eprussia.ru/upload/iblock/1b7/1b7dd07607a4d1cbcb4691cb1a607d9b.jpg" >

Отправить на Email


Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.