เมื่อคนสูญเสียแขนขา ความฝันที่สำคัญที่สุดของเขาคือการได้สัมผัสแขนหรือขาของเขาอีกครั้ง และไม่ใช่แค่เพื่อให้รู้สึกเท่านั้น แต่ยังต้องแสดงการเคลื่อนไหวทั้งหมดที่มีก่อนได้รับบาดเจ็บหรือเจ็บป่วยด้วยแขนขา: หยิบถ้วย ผูกเชือกรองเท้า เดินด้วยการสนับสนุนบนขาทั้งสองข้าง อวัยวะเทียมไบโอนิคหรืออุปกรณ์ที่ซับซ้อนที่จับกระแสประสาท ช่วยให้คุณได้รับโอกาสที่สูญเสียไป
เทียมอัจฉริยะเกิดขึ้นได้อย่างไร
ขาเทียม "มีชีวิต" ต้นแบบถูกคิดค้นและบรรยายโดยนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ ในการทำงานของพวกเขา แขน ขา ตา และหัวใจที่สูญเสียไปในการต่อสู้ถูกแทนที่ด้วยผู้ช่วยกลไกที่ทำงานได้ดีกว่าอวัยวะที่มีชีวิต ตัวอย่างที่โด่งดังที่สุดคือเทอร์มิเนเตอร์ของคาเมรอน ที่เอาแค่รูปลักษณ์ของตัวบุคคล
ไม่กี่คนที่รู้ว่าขาเทียมต้นแบบสมัยใหม่นั้นมีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 เมื่อมีการสอดลูกเหล็กเข้าไปในขาไม้เพื่อให้ส่วนล่างเคลื่อนที่ได้ แต่ในศตวรรษที่ 20 อุปกรณ์ดั้งเดิมเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยเทียมไบโอนิคที่สร้างขึ้นที่จุดตัดของวิทยาศาสตร์ต่างๆ: ยา, วิศวกรรม, ไบโอนิคและอิเล็กทรอนิกส์
นักวิทยาศาสตร์จากประเทศต่าง ๆ โต้แย้งความเป็นอันดับหนึ่งในเรื่องนี้ แต่ข้อเท็จจริงเป็นอย่างแรกแขนเทียมไบโอนิคที่ใช้งานได้ถูกนำเสนอในนิทรรศการเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูกในเมืองไลพ์ซิกของเยอรมนีในปี 2010 ในช่วงหลายปีที่ผ่านมานับตั้งแต่เหตุการณ์นี้ มีการพัฒนามือ แขน เท้า ขา และแม้แต่อุ้งเท้าสุนัขเทียมจำนวนมากขึ้นในโลก
ไบโอนิคคืออะไร
นี่คือวิทยาศาสตร์ทั้งหมดที่ศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ป่าและความเป็นไปได้ในการถ่ายทอดหลักการทำงานของสิ่งมีชีวิตไปสู่ความคล้ายคลึงทางอุตสาหกรรม วิศวกรมองดูแนวคิดจากธรรมชาติและรวบรวมไว้ในอุปกรณ์และโครงสร้าง ในแง่นี้ ขาเทียมไบโอนิคเป็นเพียงหยดเดียวในมหาสมุทร ดังนั้นรัดเวลโครที่ทุกคนรู้จักกันดีก็แค่คัดลอกการเคลื่อนไหวของเมล็ดหญ้าเจ้าชู้ ตัวดูดยืมมาจากปลิง เมื่อออกแบบเรือดำน้ำ พวกเขาใช้ไส้เดือนเป็นแบบอย่าง - "ช่อง" ทั้งหมดของมันเป็นอิสระ งานฉลุโลหะที่ทนทานอย่างเหลือเชื่อของหอคอย Ostankino และหอไอเฟลเป็นสำเนาของกระดูกท่อของมนุษย์ที่ขยายใหญ่ขึ้นหลายเท่า การทอโลหะที่ใครๆ ก็ชื่นชม เป็นการเลียนแบบโครงสร้างของเนื้อเยื่อกระดูก ผสานความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่น
แม้แต่อาคารสูงที่ครอบครัวต่าง ๆ อาศัยอยู่ในเวลาเดียวกันก็ถูกตัดออกจากรวงผึ้ง แนวคิดชีวิตของคนต่าง ๆ ใน "เซลล์" ใต้หลังคาเดียวกันพร้อมการสื่อสารทั่วไป เลียนแบบวิถีชีวิตของฝูงผึ้ง
อวตารไบโอนิกมีอยู่มากมายรอบตัวเรา: ยางรถยนต์ เครื่องบิน กล้องวงจรปิด เรือ และข้อต่อที่พบบ่อยที่สุด
ขาเทียมไบโอนิคอย่างง่ายทำงานอย่างไร
หลังจากได้รับบาดเจ็บหรือระหว่างเจ็บป่วย แขนขาจะถูกตัดทิ้ง ตอที่เหลือมีมากมายเนื้อเยื่อ: ผิวหนัง กล้ามเนื้อ กระดูก หลอดเลือด และเส้นประสาท ในระหว่างการผ่าตัด ศัลยแพทย์จะนำเส้นประสาทสั่งการที่เหลือไปยังกล้ามเนื้อขนาดใหญ่ที่เหลืออยู่ หลังจากที่แผลผ่าตัดหายดีแล้ว เส้นประสาทสามารถส่งสัญญาณสั่งการได้ สัญญาณนี้ได้รับโดยเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งบนอวัยวะเทียม โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเกี่ยวข้องกับกระบวนการรับรู้แรงกระตุ้นของเส้นประสาท
ดังนั้น อวัยวะเทียมสามารถดำเนินการตามที่กำหนดไว้ในโปรแกรมนี้เท่านั้น: ใช้ช้อน ส้อม หรือลูกบอล กดปุ่ม และอื่นๆ เมื่อเทียบกับการไม่มีแขนขา ความเป็นไปได้ของการเคลื่อนไหวที่จำกัดก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม แม้แต่ขาเทียมไบโอนิคที่ดีที่สุดและล้ำหน้าที่สุดก็ยังไม่สามารถทำการเคลื่อนไหวที่เล็กและแม่นยำทั้งหมดที่แขนขาที่มีชีวิตสามารถทำได้
แรงกระตุ้นเส้นประสาทเดินทางจากสมองไปยังอวัยวะเทียมได้อย่างไร
เพื่อให้เข้าใจว่าขาเทียมไบโอนิคทำงานอย่างไร คุณต้องจำสรีรวิทยาของมนุษย์ตามปกติ
การเคลื่อนไหวที่เราทำซ้ำๆ ในระหว่างวันเรียกว่าอัตโนมัติ ลุกไปเข้าห้องน้ำ ซักผ้า แปรงฟัน แต่งตัว ทั้งหมดนี้ไม่ได้ทำให้เกิดความคิดในตัวเรา ร่างกายทำทุกอย่างที่จำเป็นราวกับว่าด้วยตัวเอง แต่ในความเป็นจริง จุดเริ่มต้นของการเคลื่อนไหวใดๆ ก็ตามคือความคิด นั่นคือในตอนแรกเราคิดว่า: เราต้องแปรงฟัน ทำกาแฟ แต่งตัว สมองส่งสัญญาณไปยังกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวนี้ กล้ามเนื้อสามารถหดตัวหรือคลายตัวได้เมื่อได้รับสัญญาณจากสมองเท่านั้น แต่กระบวนการนี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและราบรื่นจนเราไม่มีเวลารับรู้ถึงสิ่งที่เกิดขึ้น ที่ในกรณีของอวัยวะเทียม ทุกอย่างซับซ้อนกว่านั้น ในตอนแรก สัญญาณการเคลื่อนไหวจะถูกอ่านโดยอิเล็กโทรดที่อยู่ถัดจากเส้นประสาทที่นำไปยังกล้ามเนื้อ จากนั้นจึงส่งไปยังโปรเซสเซอร์ภายในอวัยวะเทียม กระบวนการนี้ค่อนข้างเร็วเช่นกัน แต่ความเร็วในการดำเนินการยังด้อยกว่าแขนขาที่มีชีวิต
มนุษย์เทียม "ชิ้นส่วน"
ตั้งแต่เปิดตัวขาเทียมไบโอนิค วิทยาศาสตร์มาไกลมาก หากรุ่นแรกมีขนาดใหญ่ สวิตช์ที่จำเป็น และสามารถทำการเคลื่อนไหวที่ง่ายที่สุดเท่านั้น โมเดลที่ทันสมัยแทบจะเรียกได้ว่าเป็นอวัยวะเทียม เหล่านี้เป็นชิ้นส่วนทางวิศวกรรมที่หรูหราซึ่งดูเหมือนว่าพวกเขาได้ก้าวออกจากหน้าจอภาพยนตร์แห่งอนาคต
อวัยวะเทียมนั้นคล้ายกับมือที่แข็งแรงจริงๆ มันสามารถเขียน ถือช้อนส้อม พวงมาลัยรถยนต์ หรือไข่ไก่ เพื่อความสมบูรณ์แบบของการเคลื่อนไหว เนื้อเยื่อของบุคคลนั้นบางครั้งใช้จากส่วนอื่นของร่างกาย เช่น จากขา
ไอเดียจากอนาคต
วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ผ่านพ้นไปในจินตนาการ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถ "เลี่ยง" จอประสาทตาที่เสียหายได้ โดยถ่ายทอดภาพของสิ่งแวดล้อมโดยตรงไปยังเส้นประสาทตา ผู้ที่ตาบอดจากอาการบาดเจ็บ รักษาเส้นประสาทตา ไว้ใจได้ว่าจะได้เห็นใบหน้าที่คุ้นเคยอีกครั้งหรือพระอาทิตย์ขึ้นที่สวยงาม
มีอุปกรณ์ที่ช่วยปรับปรุงการทำงานของสมองอยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น อาการอัมพาตจากแรงสั่นสะเทือนหรือโรคพาร์กินสันสามารถรักษาด้วยการฝังอิเล็กโทรด
ถึงคนที่นิ่งไม่ได้เพราะอิเล็กโทรดที่เป็นอัมพาตฝังลงในสมองโดยตรงเพื่อให้สามารถควบคุมแขนและขาเทียมได้ สำหรับคนที่ต้องพึ่งพาผู้อื่นโดยสิ้นเชิง ความเป็นไปได้ของการบริการตนเองเป็นความสุขที่อธิบายไม่ได้
ปัญหาชิปฝังใต้ผิวหนังที่ใช้แทนกุญแจ บัตรธนาคาร และบัตรประจำตัวได้พร้อมกัน
มีอะไรบ้าง
องค์กรที่มีชื่อเสียงที่สุดที่ผลิตขาเทียมไบโอนิคในรัสเซียคือศูนย์ทันตกรรมประดิษฐ์และฟื้นฟูมอสโก ที่นี่ประกอบขาเทียมจากโมดูล ใช้ผลิตภัณฑ์จากเยอรมนี ไอซ์แลนด์ และรัสเซีย
ขาเทียมของแต่ละคนมีลักษณะเฉพาะตัว นี่คือระดับของการตัดแขนขา และน้ำหนัก ส่วนสูง และอาชีพ ลักษณะการเดินและการเคลื่อนไหวเล็กน้อย อายุ ใช้โมดูลการเรียนรู้ด้วยตนเองจำนวนมาก ไม่เพียงแต่บุคคลจะปรับให้เข้ากับอวัยวะเทียมเท่านั้น แต่ยังเป็นอวัยวะเทียมสำหรับบุคคลด้วย โมดูลการเรียนรู้ด้วยตนเองซึ่งติดตั้งปัญญาประดิษฐ์ในตัว จะจดจำคุณลักษณะของการเดินและเส้นทางการเคลื่อนไหว โมดูล "เรียนรู้" ไม่เพียงแต่ความกว้างของขั้นบันไดและน้ำหนักบนแขนขาเท่านั้น แต่ยังจดจำจำนวนและความสูงของขั้นบันได หลุมบ่อ และหลุมระหว่างทาง โมดูลจะจำลองการทำงานของสมองในการเตรียมขั้นตอนหรือการเคลื่อนไหวอื่นๆ
เทียม "สด" ราคาเท่าไหร่
ต้นทุนของการทำเทียมไบโอนิคยังสูงและสามารถเข้าถึงรูเบิลได้หลายล้านรูเบิลในกรณีที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม การกลับมาสู่ชีวิตที่สมบูรณ์นั้นเป็นเรื่องยากที่จะประเมินในแง่วัตถุ อันที่จริง การติดตั้งขาเทียมไบโอนิคเป็นวิธีเดียวที่ผู้ทุพพลภาพจะกลับมาเป็นปกติชีวิต: สร้างและดำเนินการตามแผน, เลี้ยงดูครอบครัว, บรรลุความสูงของอาชีพ
สิ่งสำคัญที่สุดคือการกลับคืนสู่ชุมชนของคนที่มีสุขภาพดีและพึ่งพาตนเองได้ ผู้ที่มีอวัยวะเทียม "มีชีวิต" ยังคงมีชีวิตตามปกติ เต้นรำ และได้รับรางวัลด้านกีฬา กล่าวคือ อวัยวะเทียมกลายเป็นส่วนหนึ่งของบุคคลมากจนยากที่จะแยกแยะการกระทำของกล้ามเนื้อที่มีชีวิตออกจากอวัยวะไบโอนิค
ขาเทียม: ขั้นตอนของการพัฒนา
เมื่อเปรียบเทียบกับมือเทียมไบโอนิคทั่วไป - ความก้าวหน้าที่แท้จริง อีกไม่นานผู้ที่สูญเสียมือสามารถพึ่งพาความเป็นไปได้เพียงสองอย่างเท่านั้น: แผ่นหนังถูกสร้างขึ้นระหว่างท่อนแขนและรัศมีเพื่อให้บุคคลสามารถคว้าวัตถุขนาดใหญ่หรือขอเกี่ยวติดอยู่กับตอ ทั้งคู่รู้สึกอึดอัดและไม่สวยงาม วันนี้แม้แต่การก่อตัวของตอไม้สำหรับอวัยวะเทียมในอนาคตก็เริ่มขึ้นในห้องผ่าตัด ตั้งแต่วันแรกของช่วงหลังผ่าตัด นักกายอุปกรณ์เทียมจะทำงานร่วมกับผู้ป่วยเพื่อช่วยเลือกส่วนประกอบที่ดีที่สุด ตอไม้ถูกสร้างขึ้นและฝึกฝน และส่วนต่าง ๆ ของอวัยวะเทียมในอนาคตจะถูกปรับให้เข้ากับความเป็นไปได้ที่เหลืออยู่อย่างเต็มที่ ข้อมือซิลิโคนที่ละเอียดอ่อนพร้อมชิปฝังตัวจะสัมผัสกับผิวหนัง ไม่มีรอยถลอกจากขาเทียมสมัยใหม่ โปรแกรมสำหรับแต่ละผลิตภัณฑ์ได้รับการพัฒนาเป็นรายบุคคล ขึ้นอยู่กับว่าบุคคลนั้นทำอะไร ภารกิจคือการคืนค่าฟังก์ชันให้มากที่สุด
ช่วยเหลือผู้พิการ
ผู้ที่สูญเสียแขนขาต้องเข้ารับการตรวจสุขภาพและสังคมโดยไม่พลาด พร้อมๆ กันกับการก่อตั้งกลุ่มผู้ทุพพลภาพได้มีการพัฒนาโครงการฟื้นฟูสังคมสำหรับทุกคน การฟื้นฟูสมรรถภาพเกี่ยวข้องกับการใช้วิธีการทางเทคนิคที่นำไปสู่การกลับมาทำงานของบุคคล ขาเทียมแบบไบโอนิคทั้งหมดรวมอยู่ในรายการบังคับของวิธีการทางเทคนิคดังกล่าว บุคคลมีทางเลือก: ภายในกรอบของโปรแกรมการฟื้นฟูสมรรถภาพ รับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปหรือซื้อด้วยตนเองพร้อมรับเงินชดเชยในภายหลัง จำนวนเงินชดเชยคำนวณจากต้นทุนเฉลี่ยของผลิตภัณฑ์เทียมที่คล้ายกัน
นักพัฒนากำลังทำอะไร
มือเทียมแบบไบโอนิคที่ทันสมัยสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างเฉียบขาด แต่บุคคลจะไม่รับรู้ความรู้สึกจากมือที่คุ้นเคย ดังนั้นการทำเทียมจึงสามารถลูบไล้เส้นผมของบุคคลได้ แต่คุณจะไม่รู้สึกถึงความอบอุ่นของหนังศีรษะและความนุ่มนวลของเส้นผม นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อขจัดข้อบกพร่องนี้ ผู้เชี่ยวชาญได้เรียนรู้วิธีประกบกระดูกด้วยไททาเนียมแล้ว และเชื่อมต่อเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวและความรู้สึกเข้ากับเส้นประสาทที่มีชีวิตโดยตรง ดังนั้นมือไบโอนิคจึงเข้ามาแทนที่สิ่งมีชีวิตอย่างสมบูรณ์และบุคคลนั้นได้รับความรู้สึกสัมผัสซึ่งเขาขาดหายไปหลายปี การเชื่อมต่อโดยตรงของเส้นประสาทและกล้ามเนื้อด้วยอุปกรณ์ทางเทคนิคช่วยเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนไหวอย่างมาก ทำให้ใกล้ชิดกับธรรมชาติมากขึ้น
ขาไบโอนิคประกอบด้วยส่วนใดบ้าง
ขาเทียมแบบไบโอนิคสมัยใหม่มีองค์ประกอบที่จำเป็นหลายอย่าง เช่น:
- ปลอกแขนซิลิโคนพร้อมเซ็นเซอร์ในตัว;
- ค้ำยัน - แกนไททาเนียม ทรงคล้ายไม้ตีกลอง;
- โมดูลข้อต่อพร้อมไมโครเอ็นจิ้นและโปรเซสเซอร์
- หน่วยปัญญาประดิษฐ์ที่ประมวลผลสัญญาณขาเข้าทั้งหมด
ขาเทียมรุ่นล่าสุดจากบริษัทชั้นนำของเยอรมันมีการเคลือบพิเศษที่คล้ายกับผิวหนังมาก ผิวสังเคราะห์มีจุดประสงค์สองประการ: ปกป้องรายละเอียดของอวัยวะเทียมจากความชื้นและทำหน้าที่เป็นเครื่องสำอาง คุณสามารถทิ้งขาเทียมที่เคลือบไว้ อาบน้ำ และเดินผ่านแอ่งน้ำ
จินตนาการเล็กๆ
วันนี้ หลายคนอาศัยอยู่บนดาวดวงเดียวกันกับเรา โดยมีขาเทียมไบโอนิค 2 หรือ 3 ซี่ในเวลาเดียวกัน คิดค้นหนังสังเคราะห์ที่เปลี่ยนความแข็ง โครงกระดูกภายนอกถูกประดิษฐ์ขึ้นเพื่อช่วยให้คนอัมพาตเดินได้ พัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ควบคุมด้วยพลังแห่งความคิด การทดลองกำลังดำเนินการเพื่อสร้างเส้นประสาทในไมโครแชนเนล ตามทฤษฎีแล้ววันที่จะสามารถเติบโตเส้นประสาทตามความยาวที่ต้องการนั้นอยู่ไม่ไกล นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามทำให้เส้นแบ่งระหว่างสัตว์ป่าและอุปกรณ์ทางเทคนิคไม่ชัดเจน จำนวนการเคลื่อนไหวที่ทำโดยขาเทียมไบโอนิคเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และความซับซ้อนก็เช่นกัน
ทั้งหมดนี้ให้ความหวังอันยิ่งใหญ่ว่าคนเราจะแข็งแกร่งกว่าโรคร้าย
ขาเทียมกำลังกลายเป็นขั้นตอนปกติที่ทำให้คนกลับมาเป็นปกติ บางทีวันนั้นจะมาถึงเมื่อส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายมนุษย์ถูกแทนที่ด้วยส่วนเทียม อย่างน้อยฉันก็อยากจะเชื่อจริงๆนะ
