Bioniczna proteza ręki powstaje we Wrocławiu

We Wrocławiu powstaje bioniczna proteza ręki dla osób po amputacji na wysokości przedramienia. Zespół naukowców z Politechniki Wrocławskiej kończy pracę nad jej prototypem. Urządzenie jest sterowane przy pomocy sygnałów wysyłanych przez mięśnie na kikucie amputowanej kończyny, a do ich analizy wykorzystywana jest sztuczna inteligencja.

Projekt „Zręczna, bioniczna proteza dłoni”

.Bioniczna proteza powstaje dzięki pracy kilkoosobowego zespołu pod kierownictwem dr. inż. Andrzeja Wołczowskiego z Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, PWr. Projekt o nazwie „Zręczna, bioniczna proteza dłoni”, na który pozyskano grant z NCBR, jest realizowany w Centrum Innowacji i Biznesu Politechniki Wrocławskiej.

Zaawansowana technologicznie proteza jest przeznaczona dla osób, którym amputowano przedramię. „W takich amputacjach pozostaje zwykle część mięśni, które możemy wykorzystać bezpośrednio do sterowania protezą” – powiedział naukowiec.

Bioniczna proteza składa się z trzech części. Najbardziej zaawansowana technologicznie jest dłoń. Kolejna części to przedramię i część ramienna. „Zastosowaliśmy też napędzaną ortezę łokcia, ponieważ dźwiganie dużego ciężaru na samym kikucie ramienia jest kłopotliwe” – powiedział dr Andrzej Wołczowski, który sam ma amputowaną rękę powyżej łokcia.

Czym jest bioniczna proteza?

.Proteza jest bioniczna, co oznacza, że poruszana jest impulsami pochodzącymi z mięśni kikuta amputowanej kończyny. „Sygnały z ciała człowieka są wykorzystywane do uczenia programu rozpoznającego te sygnały. Urządzenie jest w stanie nauczyć się sygnałów i przełożyć je na ruch” – wyjaśnił naukowiec.

W opuszkach palców sztucznej dłoni zainstalowano sensory, które pozwalają określić siłę nacisku i poczuć kontakt z dotykanym obiektem. „Przez to proteza dopasowuje sam chwyt w jego końcowej fazie do chwytanego obiektu. Na przykład człowiek zadaje rozkaz chwyć kulę, ale ta kula może być większa lub mniejsza i te sztuczne palce to wyczuwają” – opisał dr Andrzej Wołczowski. Naukowcy chcą również zainstalować w protezie urządzenia wibracyjne, dzięki którym człowiek używający jej, będzie czuł dotykaną rzecz.

Dr inż. Paweł Trajdos z Wydziału Informatyki i Telekomunikacji, który obok dr inż. Michała Błędowskiego odpowiada za zaprojektowanie i wdrożenie modułu decyzyjnego do protezy, podkreślił, że urządzenie może uczyć się i doskonalić swoje ruchy. „Każda osoba jest inna i to dotyczy też sygnałów generowanych przez ciało. U osób z amputacją te różnice są jeszcze większe, w zależności od tego, jaki to jest stopień amputacji – i jak po niej ułożą się mięśnie na kikucie” – powiedział naukowiec.

Dr Paweł Tajdos wyjaśnił, że użytkownik protezy, poprzez sygnały wysyłane z mięśni, „daje” urządzeniu informacje o wzorcach ruchu. „To materiał treningowy dla systemu, przy czym im mamy więcej danych z sygnałów wysyłanych przez ciało, tym lepsza będzie jakość rozpoznawania ruchu. A więc użytkownik musi ćwiczyć z protezą, aby nauczyć ją pewnych ruchów” – powiedział inżynier. Dodał, że zachodzi tu też „sprzężenie zwrotne i klasyfikator umieszczony w protezie uczy użytkownika inaczej generować swoje wzorce skurczów mięśni”.

Projekt ma się zakończyć w 2025 r. W efekcie opracowane zostaną trzy spersonalizowane protezy. Naukowcy szukają osób z amputowanymi kończynami górnymi do udziału w testowaniu prototypów. Trzy wybrane osoby uzyskają protezy na własność.

W skład zespołu, którym kieruje dr inż. Andrzej Wołczowski, wchodzą: prof. dr hab. inż. Marek Kurzyński, dr inż. Michał Błędowski, dr inż. Janusz Jakubiak, dr inż. Jerzy Witkowski, dr inż. Andrzej Grobelny – badacze z Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów Fotoniki i Mikrosystemów PWr oraz dr inż. Paweł Trajdos z Wydziału Informatyki i Telekomunikacji PWr, dr inż. Marcin Pawlak z Wydziału Elektrycznego i dr inż. Mariusz Opałka z Wydziału Mechanicznego.

Nowe technologie w ochronie zdrowia


.„Technologie na pewno nie zastąpią w przyszłości lekarzy, ale lekarze, którzy będą po nie rozsądnie sięgać, zastąpią tych, którzy nie będą tych technologii w ogóle używać” – pisze prof. Michał KLEIBER, redaktor naczelny „Wszystko co Najważniejsze”, prezes PAN (2007-2015), minister nauki i informatyzacji (2001-2005), przewodniczący Polskiego Komitetu ds. UNESCO.

Jak przekonuje prof. Michał KLEIBER, „nikt nie wątpi, że sytuacja ekonomiczna kraju, przesądzająca o możliwościach budżetowego finansowania różnych obszarów życia publicznego, ma istotny wpływ na zdrowie obywateli. Prawdziwa jest jednak także zależność odwrotna – zdrowie publiczne ma znaczący wpływ na gospodarkę. Dbałość o zdrowie nie jest więc wyłącznie kosztem dla budżetu, ale przekłada się wprost na rozwój gospodarczy kraju”.

„Im zdrowsze jest bowiem społeczeństwo, tym efektywniejsza praca jego obywateli, niższa absencja chorobowa, mniejsze problemy z dbałością o wychowanie dzieci i większy optymizm przy podejmowaniu nowych wyzwań. Podwyższanie wydatków na ochronę zdrowia, obok oczywistej empatii dla cierpiących, służy nam wszystkim, także tym (jeszcze) zupełnie zdrowym. Musimy jednak pamiętać, że wzrostowi budżetu na ochronę zdrowia zawsze musi towarzyszyć umiejętne zarządzanie całym systemem, niełatwe ze względu na wiele aspektów jego bardzo złożonej struktury, w tym m.in. na brak precyzyjnych danych dotyczących kosztowej efektywności świadczonych usług” – dodaje prof. Michał KLEIBER.

Podkreśla jednocześnie, że „wyzwania związane z wykorzystywaniem w diagnostyce i terapii pojawiających się nieustannie nowych technologii są olbrzymie, choć nie wolno zapominać o antynomiach, czyli zagrożeniach niesionych przez niedostatecznie przemyślane wdrażanie nowych rozwiązań”.

Tekst prof. Michała KLEIBERA pt. „Nowe technologie w ochronie zdrowia” dostępny jest w całości na portalu „Wszystko co Najważniejsze”: 

PAP/Piotr Doczekalski/WszystkoCoNajważniejsze/SN