Con lo sviluppo delle tecnologie, gli sforzi congiunti di designer e medici sono già in grado di dare una vita piena a qualsiasi persona disabile, sostituendo un organo malato o smarrito con una protesi multifunzionale.
La biomeccanica studia il movimento di un organismo vivente, nonché i processi meccanici nei sistemi, organi e tessuti. La storia di questa scienza è iniziata in tempi antichi - ricordiamo almeno un noto medico italiano di nome Galeno. I discendenti godono dei frutti delle sue fatiche da più di mille anni.
Si ritiene che le prime protesi siano apparse nell'antica India e in Egitto. Ovviamente erano estremamente primitivi e non sostituivano nel migliore dei modi l'arto perduto. Protesi simili includono ganci pirata insieme a ceppi di legno.
In alcuni casi lo sfortunato si accontentava solo di un effetto puramente cosmetico, ad esempio un occhio di vetro poteva mascherare la perdita del presente, ma non assolveva alle sue funzioni. Fu solo nel 19 ° secolo che apparvero promettenti protesi della mano, in cui l'articolazione del gomito era piegata, le dita serrate e aperte.
Innovazione nella biomeccanica
Il ventesimo secolo ha portato le protesi a un livello di sviluppo più elevato. I medici del secolo scorso hanno avuto l'opportunità di sostituire non solo gli arti, ma anche gli organi interni. Così, nel 1937, il pioniere del trapianto V. P Demikhov impiantò un cuore artificiale in un cane. Nonostante il fatto che l'animale non sia vissuto a lungo, la fattibilità dell'idea stessa è stata confermata. Oggigiorno, arterie, valvole e cuori artificiali sono disponibili in un'ampia varietà di modelli.
Video promozionale:
Ora in tutto il mondo, i medici eseguono numerose operazioni per installare apparecchi acustici e lenti per occhi artificiali, fusione di ossa rotte e sostituzione di articolazioni usurate. L'umanità è sul punto di risolvere problemi come la creazione di organi e arti artificiali in grado di ripristinare completamente tutte le funzioni precedentemente perse.
Arto meccanico
Nel secolo scorso, alcune tecnologie si sono sviluppate in modo da creare manipolatori, le cui capacità superano le capacità fisiche della mano umana. Sono stati utilizzati nell'industria per molto tempo sotto il controllo di microprocessori. Naturalmente è nata l'idea di creare braccia e gambe meccaniche perfette.
Oggi possiamo affermare con piena fiducia che le cose si sono mosse. L'azienda britannica Touch Bionics è giustamente considerata la pioniera nello sviluppo di protesi bioniche uniche. Usando il sostegno del governo, ha realizzato protesi per veterani e dal 2007 l'azienda è passata al settore commerciale con la sua linea di arti marchiata.
Le protesi realizzate da Touch Bionics contengono sensori speciali. Registrano l'impulso elettrico più debole derivante dalla contrazione dei muscoli di quella parte dell'arto che è riuscita a sopravvivere. La protesi risponde al lavoro muscolare ed esegue movimenti programmati. Dopo un po 'di esercizio, il paziente muove liberamente le dita, raccoglie oggetti e regola la forza di compressione.
Anche gli scienziati americani che lavorano alla Johns Hopkins University hanno ottenuto risultati impressionanti. Il loro paziente, che ha perso entrambe le braccia 40 anni fa, è stato in grado di eseguire semplici movimenti con l'aiuto di protesi: prendere una tazza o un giornale, cambiare canale TV sul telecomando.
Tuttavia, la tecnologia mioelettrica ha il suo svantaggio. La mancanza di comunicazione con il sistema nervoso consente di eseguire solo azioni programmate. Scienziati svedesi della Chalmers University of Technology stanno combattendo questo problema. Qui vengono creati gli arti bionici, che sono controllati da un principio misto: in parte utilizzando il mioelettrico e in parte catturando segnali elettrici dal sistema nervoso. Quest'ultimo si ottiene utilizzando elettrodi che vengono impiantati nel corpo. Questa tecnologia consente un controllo intuitivo della protesi.
Allo stesso tempo, scienziati di tutto il mondo stanno lavorando alla creazione di protesi per le gambe. Questi arti artificiali non necessitano di meccanismi per la motricità fine dei movimenti, ma ci sono anche alcune sfumature qui: una persona deve dimenticare che ha una protesi. Questo risultato non è stato ancora raggiunto, ma ci sono comunque alcuni progressi. Con le protesi alle gambe, le persone hanno già fatto molti chilometri di escursioni, camminato ai piani alti dei grattacieli più alti, in una parola, hanno fatto quello che anche alcune persone sane non potevano fare.
Guarda di nuovo il mondo
Sviluppare un dispositivo in grado di sostituire la visione umana è il compito più difficile. È ancora lontano il giorno in cui apparirà un dispositivo che compenserà completamente una persona per la perdita della vista, ma in questa direzione sono già stati fatti alcuni passi. Si sta sviluppando attivamente una retina artificiale. La malattia di questo particolare organo diventa più spesso la causa della perdita della vista.
I ricercatori americani hanno già presentato un dispositivo chiamato "Argus 2", che potrebbe diventare il prototipo del primo occhio bionico. Gli occhiali con fotocamera incorporata inviano un segnale al computer dello strumento. Qui viene elaborato e trasferito al ricevitore, dove viene trasformato in un comando per elettrodi impiantati nell'occhio. Gli elettrodi stimolano le cellule del nervo ottico e della retina, il che consente di ripristinare la vista.
I moderni modelli Argus hanno solo 60 elettrodi, il che è estremamente piccolo. Ma anche un tale dispositivo durante gli studi clinici ha permesso a persone completamente non vedenti di navigare nello spazio e leggere lettere grandi. Gli scienziati americani aumenteranno la risoluzione dell'apparato creato e, alla fine, otterranno il ripristino della vista del 100 percento.
Nano Retina ha il proprio approccio per risolvere questo problema. I suoi specialisti hanno sviluppato una sorta di sensore con una risoluzione di 24X24 pixel, che è collegato direttamente al nervo ottico. L'impianto è alimentato da speciali occhiali che proiettano su di esso radiazioni infrarosse. L'impianto converte i dati dei pixel in impulsi elettrici, che consentono al cervello di analizzarli.
Il sistema descritto non ha ancora subito sperimentazioni cliniche, ma secondo i calcoli degli sviluppatori mostrerà buoni risultati e sarà molto più facile da implementare rispetto al modello Argus.
A tempo debito, le protesi bioniche diventeranno una realtà quotidiana e questo è già il primo passo verso l'emergere dei cyborg, una combinazione unica di macchina e uomo. Ma questa sarà una storia completamente diversa.
