Протезы станут удобнее: MIT придумал новый способ управления

Исследователи MIT научились точно отслеживать движения мышц с помощью крошечных магнитных шариков, вживлённых в них, — это может помочь людям после ампутации лучше управлять протезами

Метод называется магнитомикрометрией. В мышцу вживляют пару шариков диаметром 3 мм, размером с кунжутное семечко, из сплава неодима, железа и бора. Датчик, который носят на коже над мышцей, улавливает, как меняется расстояние между шариками, когда мышца сокращается или растягивается, и по нему рассчитывает её длину и скорость движения. Сигнал считывается с глубины до 6 см.

До сих пор протезами управляли с помощью электродов на коже, но их сигнал недостаточно надёжен: он слабеет, если мышца несколько секунд остаётся в одном положении, а ещё на него влияют пот и соседние мышцы. Электроды, вживлённые в мышцы, точнее — на них команда профессора Хью Херра в прошлом году построила «бионическое колено». Магниты же требуют меньшего вмешательства и показывают саму механику мышцы, а не только её электрическую активность.

В 2021 году метод проверили на животных, а теперь — на людях с долговременными имплантами. Трём участникам с ампутацией ниже колена вживили магниты в мышцы голеностопа, до четырёх мышц у каждого, а в те же мышцы — ещё и электроды. Протеза на них не было: они силой мышц двигали курсор на экране к цели. Так сравнили три способа — магниты, вживлённые электроды и электроды на коже, — и магниты дали более точное и стабильное управление. Результаты опубликованы в Nature Sensors.

Курсор заменял движения, которыми человек управлял бы роботизированным протезом голеностопа и стопы. Авторы рассчитывают, что более точные измерения позволят начать коммерческую разработку таких протезов.

Сейчас команда в более крупном исследовании проверяет, насколько хорошо люди управляют протезами по сигналам магнитных шариков.

Источник: EurekAlert!