DARPA начинает работу над HAPTIX для обеспечения чувства осязания в протезах рук

Проект HAPTIX от DARPA проводит исследования для обеспечения чувства осязания в протезах рук

Несмотря на современные исследования технологий для протезов верхних конечностей, искусственные руки и кисти еще не развились до уровня, позволяющего пользователям искусственных конечностей получать сенсорную обратную связь, такую как реальное «ощущение» предметов, которые они касаются, или осознание положения и движения конечности. Без этой обратной связи даже современный протез может казаться безжизненным для человека с ампутацией, что снижает эффективность конечностей и желание их носить.

Чтобы преодолеть эти проблемы, DARPA заключила основные контракты на Первый этап своей программы интерфейсов проприоцепции и осязания рук (HAPTIX).

Интерес и поддержка DARPA проекту HAPTIX для восстановления полной и здоровой функциональности обусловлены множеством военнослужащих, получивших ранения и увечья в боях и операциях по борьбе с повстанцами. Инициатива DARPA также является частью программы Белого дома по реабилитации ветеранов армии. Однако военное применение часто переходит к обычным людям, как это произошло с Интернетом и многими современными технологическими инновациями.

HAPTIX стремится создать протез кисти, который будет двигаться и обеспечивать пользователю ощущение здоровой руки. Сенсорная обратная связь, как правило, от руки, безусловно, критически важна для многих функций, и HAPTIX стремится создать ощущение знания, настолько обширное и яркое, что пользователи захотят носить свои протезы постоянно. Восстанавливая функции осязания, HAPTIX также нацелен на устранение или снятие фантомной боли, которая затрагивает около 80 процентов ампутантов.

Ускорение роста значительно улучшенных протезов верхних конечностей стало национальным приоритетом. Президент Обама упомянул о многочисленных современных программах протезирования DARPA в своем обращении к Конгрессу в 2015 году, когда он заявил, что правительство США заинтересовано в «создании революционных протезов, чтобы ветеран, отдавший свои руки за свою страну, мог снова играть с детьми».

“Конечная цель HAPTIX — создать устройство, которое будет безопасным, эффективным и достаточно надежным для использования в повседневной деятельности,” заявил Даг Уэбер, менеджер программы DARPA. “DARPA сотрудничает с учеными из Управления по контролю за продуктами и лекарствами, чтобы помочь разработать стандарты для проверки безопасности и количественной оценки преимуществ этой новой категории современных технологий. Мы надеемся упростить процесс валидации технологий, которые могут помочь армии, военнослужащим и ветеранам, которые были ранены во время службы стране.”

DARPA оценивает несколько графических технических подходов на Первом этапе. Те из них, которые будут признаны успешными, перейдут во Второй этап, который будет интегрировать более старые компоненты технологий в окончательную испытательную систему HAPTIX. Группа планирует запустить испытания готового протеза HAPTIX, одобренного FDA, которые, как ожидается, будут завершены в течение 4 лет.

Название HAPTIX является игрой слов, отсылающей к термину «гаптика», который относится к чувству осязания. Программа планирует адаптировать одну из систем протезирования пальцев, разработанных недавно в рамках программы DARPA по революционированию протезирования, чтобы включить интерфейсы, которые обеспечивают точный контроль и сенсорную обратную связь для пользователей. Эти интерфейсы будут основываться на современных технологиях нейронных интерфейсов, разрабатываемых в рамках программы DARPA по надежным нейронным интерфейсам (RE-NET).

При необходимости команды HAPTIX намерены использовать коммерчески доступные технологии, такие как внутримышечные электроды и технологии проводов, разработанные в первую очередь для кардиостимуляторов и теперь используемые в нескольких современных имплантируемых медицинских устройствах. Программа также планирует протестировать современные технологии массивов микроэлектродов и электроды для нервов, которые были разработаны за последние два десятилетия при поддержке Национальных институтов здравоохранения, Министерства по делам ветеранов и DARPA.

DARPA работает с командами, возглавляемыми следующими учреждениями:

• Университет Кейса Вестерн Резерв
• Клиника Кливленда
• Лаборатория Драпера
• Nerves Incorporated
• Ripple LLC
• Университет Питтсбурга
• Университет Юты
• Университет Флориды

Чтобы помочь исполнителям более быстро и экономически эффективно контролировать свои исследования, DARPA предоставляет программу моделирования протезов для тестирования дизайнов. Программа включает в себя различные элементы симулятора DARPA Robotics Challenge (DRC) с Виртуального робототехнического вызова в июне 2013 года, который помог содействовать первоначальному проектированию и анализу полуавтономных роботов, которые могли бы помочь в усилиях по реагированию на чрезвычайные ситуации.

“Симулятор DARPA Robotics Challenge был огромной помощью для DRC, и мы сразу увидели, как улучшение виртуальной тестовой среды может принести пользу исследованиям HAPTIX,” сказал Уэбер. “Симулятор позволит быстро и недорого развивать технологии HAPTIX и также предоставит ампутантам реалистичный опыт для обучения использованию своих физических протезов.”

Хорошая новость в том, что когда-нибудь люди с увечьями смогут действительно «ощущать», насколько горячий их кофе, и это будет уникальный момент для сотен людей с физическими недостатками по всему миру.

Источник: DARPA.