Новейшие инновации

Научная фантастика становится реальностью: экзоскелет HAL дарит пациентам надежду

Deb Miller Landau iQ Managing Editor

Первый в мире роботизированный костюм Robot Suit HAL (Hybrid Assistive Limb — гибридная вспомогательная система для конечностей) помогает людям с ограниченными возможностями поверить в способности своего тела и мозга.

Кунихико Мияхара (Kunihiko Miyahara) увлекался серфингом. Листая альбом с семейными фотографиями, его жена Каори (Kaori) указывает на снимки, где ее муж ловит волны.

Кунихико и Каори познакомились в театре. Они играли влюбленную пару. И хотя Кунихико признается, что его чувства зародились раньше, чем у его будущей супруги, они с Каори счастливы в браке уже 20 лет. Вместе они были и в радости, и в горе.

INCOH30996_RoboCare_Miyahara_Interview_3423-e1466527562799-uk

Пожалуй, самым большим горем стало то, что Кунихико был сбит мотоциклом во время поездки на велосипеде в Токио (Япония). В одно мгновение мечты Куникхико о серфинге были разрушены вместе с его позвоночником.

«Доктор сказал, что я больше никогда не смогу ходить», — рассказывает Кунихико.

Однако благодаря техническим достижениям в робототехнике люди могут преодолеть некоторые физические ограничения.

Роботизированный костюм HAL

«Когда мне было 9 лет, я читал книгу «Я, робот» (I, Robot)», — рассказывает доктор Йошиюки Санкай, профессор, робототехник и основатель компании-производителя роботов CYBERDYNE. Научно-фантастические рассказы Айзека Азимова (Isaac Asimov), в которых были сформулированы «Три закона робототехники», вдохновили Санкая еще в детстве, а первый закон о защите человека лег в основу его разработки экзоскелета HAL.

INCOH30996_RoboCare_Miyahara_2907-e1466527660653-uk

Будучи роботом-киборгом (машинно-человеческим гибридом), роботизированный костюм HAL, который немного напоминает ноги имперских штурмовиков, распознает сигналы нервной системы человека. Благодаря экзоскелету человеческий мозг тренируется подавать сигналы телу.

По словам Санкая, HAL может расширить физические возможности человека.

HAL следует определенной программе: мозг передает импульсы необходимым мышцам, кожа проводит эти импульсы в биоэлектрические сигналы, которые распознает HAL, и костюм рассчитывает необходимое движение и усилие в зависимости от вида движения. Вместе с движениями, которые происходят в реальном времени, мозг может получать сигналы от мышц и суставов, что позволяет человеку улучшить свои физические возможности.

«После терапии в костюме я могу стоять. Я могу ходить. У меня двигаются руки, — радуется Кунихико. — Мое тело меняется». Каори рассказала, что год назад ее муж вообще ничего не мог делать самостоятельно. Сейчас он совершенно другой человек.

INCOH30996_DrSankai_0892-e1466527713537-uk

По словам доктора Санкая, именно это делает роботизированный костюм таким особенным.

«Благодаря HAL у людей меняется образ мышления и эмоциональное состояние, — говорит Санкай. — Это дает людям надежду».

Технологии

«HAL разработан для расширения возможностей человеческого тела, — говорит Пол Тапп (Paul Tapp), директор по технологиям Intel. — И для этого нужны надежные возможности обработки данных».

«Экзоскелет HAL оснащен встраиваемым процессором Intel® Atom™, — рассказывает Тапп. — Это центральный процессор для всех датчиков и микроконтроллеров, которые воспринимают сигналы нервных клеток человеческого тела, распознают их и передают эти данные».

INCOH30996_CyberDyne_HAL_1236-uk

Датчики движения костюма отслеживают движения пациента в трех измерениях, что помогает передавать информацию о способностях тела пациента. Тапп объяснил, что данные рассчитываются посредством ряда сложных алгоритмов, что помогает врачам определить, какая именно терапия необходима каждому пациенту.

По словам Таппа, робототехника была основной темой старых футуристических фильмов.

«Если вы хотите представить себе «дополненного» человека будущего, вы можете просто обратиться к научной фантастике, написанной за последние 30 лет, — говорит Тапп. — Именно с этих способностей, которые вдохновляют детей, подростков и даже взрослых сегодня, и начнется развитие такого человечества».

Что касается Кунихико Мияхара, HAL помог ему снова поверить в свое тело. «Когда-нибудь я хочу снова отправиться к океану и оседлать волну», — говорит Кунихико.

 

За помощь при написании этой статьи благодарим Карли Петрович (Karli Petrovic).

 

Примечание редактора. В этой серии Удивительных возможностей журнал iQ исследует, как использование компьютерных технологий позволяет реализовать невероятные возможности. Мы изучаем, как компьютерные технологии стимулируют появление новых возможностей и открытий в области науки, разработок, моды, спорта и развлечений. Чтобы узнать подробнее о технологиях в основе этих историй, посетите раздел Удивительные возможности.

Поделиться этой статьей

Другие темы

Инновационные технологии

Читать эту статью следующей

Read Full Story