Какие бывают протезы конечностей и как они работают
Самые первые протезы появились, согласно историческим документам, более 3000 лет назад. Деревянные ноги, железные крюки — все это примеры первых и самых простых протезов. Долгое время эти устройства практически не совершенствовали, так как в этом не было необходимости, а ученым не хватало знаний анатомии человека и технических возможностей.
Создавать простейшие механические протезы мастера начали в XIX веке. Механические протезы работают за счет системы шарниров, блоков и тонких струн. Они позволяют сжимать пальцы в кулак при сгибании руки в локте и разжимать при обратном движении. Такие протезы сильно ограничены в движениях, но довольно дешевы и относительно просты в изготовлении.
Гораздо интереснее бионические протезы, которые удалось создать не так давно благодаря исследованиям врачей. Было показано, что даже после утраты конечности мозг продолжает посылать в нее электрические импульсы, чтобы двигать пальцами или кистью. Но импульсы доходят до культи и упираются «в тупик», так как никакой конечности дальше нет. Современные датчики позволяют считывать эти фантомные импульсы, а процессоры могут сопоставить сигналы и понять, какое именно движение хотел совершить человек.
Процессоры такой искусственной руки передают сигналы на микроконтроллеры, которые управляют пальцами. В результате человек может управлять своей рукой так, будто она настоящая. Отличие бионической руки от настоящей в том, что ее хват можно настроить так, что он будет сильнее, чем у обычного человека. Это позволит сделать из обычного человека с ограниченными возможностями настоящего «киборга».
Протезы нижних конечностей работают по тому же принципу, но создать их заметно сложнее, ведь при ходьбе человек совершает больше движений — работает стопа и колено, а их движения должны быть скоординированы. На сегодня есть только один проект, который создает протезы ног для массового потребителя. Это устройство C-Leg от компании Otto Bock. Пока что оно остается дорогим и не позволяет восстановить всю двигательную активность естественной ноги — с ним, например, нельзя бегать.