Самый большой робот в мире: Самый большой робот в мире начал ходить (видео)

в чем его уникальность. Politeka

1 января, 23:48

Читати українською

Компания закончила строительство необычного робота

Австралийская компания Rio Tinto запустила свой первый автономный поезд для перевозки руды. Так, он не требует персонала для обслуживания, в том числе машиниста, и способен передвигаться самостоятельно, без любого вмешательства человека, пишет Нyser.

Горнодобывающая корпорация завершила работу над автономной железнодорожной системой AutoHaul. Речь идет о создании железной дороги и автономного поезда для перевозки руды в отдаленном регионе Пилбара в Австралии. Кстати, поезд признан самым большим роботом в мире, так как он способен обходиться без помощи человека, при этом функционировать по назначению.

“Это было сложное путешествие. Мы автоматизировали железнодорожную сеть такого размера и масштаба в отдаленном месте, как Пилбара. Это означает, что наша цель – повышение производительности в регионе, достигнута”, — заявил он. Теперь же поезд сможет самостоятельно выполнять свою главную задачу — перевозить руду.

Стоит отметить, что компания протестировала свой первый самоуправляемый поезд в начале этого года. В компании также заверили, что автономная железнодорожная система не сократит количество рабочих мест. Однако эксперты отметили, что такой сценарий просто неизбежен.

Ранее мы сообщали, что ученые создали новый вид быстрых роботов. Исследователи начали проект по созданию нового вида роботов. Один из проектов получил название Nimble (моторный). Это робот, оборудованный системой с четырьмя крыльями, который способна летать так же быстро, как и настоящие насекомые.

Робот способен контролировать полет в трех осях, полет напоминает движения живых насекомых. Робот размером 29 и 33 см может летать не более 5 минут на полностью заряженной батарее, а размах крыльев 14 см с частотой ок. 17 Гц. Его выдающиеся пики эффективности мощности при скорости движения вперед ок. 3 м/с (~ 11 км/ч) и преодолевать при этом расстояние около километра.

Как заверили разработчики, робота можно использовать в широком перечне задач. Но конкретную сферу применения пока не называют. Сейчас работа учат воспроизводить динамику полета и маневрирования насекомых, например, когда плодовые мухи уклоняются от хищников и людей.

Напомним, китаец изобрел необычного робота-паука.

Как сообщала Politeka, роботы собирают новенькие Tesla.

Также Politeka писала про ТОП 7 профессий, в которых людей заменят роботы.

Теги:
Австралия
Австралія
робот
Технологии
технології

Популярные новости

«Нельзя смотреть без слез»: строения после взрывов сравняло с землей, под завалами люди

Ушел из жизни знаменитый украинский музыкант: звезда «Голос країни» Аксельрод сообщил о трагедии

Жили родители с тремя детьми: появились кадры с места огненной трагедии

Потап сообщил о трагедии с известным украинцем: «Как мы без тебя…»

Глава РПЦ Гундяев взбесился после службы ПЦУ в Киево-Печерской лавре: «Не так долго ждать.

..»

«Очень осторожно»: погода устроит украинцам очередное испытание, срочное предупреждение синоптика

Состоялся первый в этом году масштабный обмен пленными: «Среди освобожденных Героев…»

«Я их сдал. Очень мне досадно»: жизнь фермера из Бахмута спасли коровы, видео

Внезапно ушел из жизни Заслуженный артист Украины: его роли навсегда останутся в памяти зрителей

Грузовик врезался в траурную процессию и отправил на тот свет еще 17 человек: подробности и кадры аварии

«Дедушка, вы катаетесь в последние дни»: история дяди Гриши, который собрал для ВСУ более полмиллиона на глазах у оккупантов

Влад Яма из «Танці зі зірками», сбежавший в США, возмутил украинцев новым фото: «Стыдно…»

Угроза реальна: Епифаний объяснил, почему нельзя запретить УПЦ МП довольно быстро

Юноши избили добровольца за замечание на остановке, видео: теперь нужен месяц реабилитации

Звезда «1+1» Падалко поделилась трагическим известием: «Его тело смогли идентифицировать.

..»

Кошевой нарвался на жесткую критику после пародии «Квартал 95» на Буданова: «Ну и харя…»

«Как хватает совести»: Кухар из «Танців з зірками» показала развлечения с детьми и взбесила украинцев

Читать дальше

Как устроен самый сложный робот на Земле?

Когда сейчас речь заходит о роботах, уже кажется никто не представляет себе кадры из «Терминатора». Люди научились использовать роботов на благо общества, и сейчас под этим определением скрываются не только человекоподобные машины, но и также те, которые просто способны автоматизировать тот или иной процесс. Огромные промышленные роботы используются на добывающих предприятиях, заводах по сборке автомобилей и бытовой техники, а небольшие их аналоги поселились у некоторых дома. Но есть ли самый сложный робот на Земле? И если да, как он выглядит и работает?

Робот Atlas не всегда был похож на человека

Содержание

• 1 Как создавался самый сложный робот
• 2 Новый робот Atlas Boston Dynamics
• 3 Как устроен самый сложный робот
• 4 Зачем нужны роботы

Как создавался самый сложный робот

Такого робота создали почти 7 лет назад, и его постоянно дорабатывают, поэтому пока никому не удалось его переплюнуть. Агентство по передовым оборонным научно-исследовательским проектам США (DARPA) совместно с компанией Boston Dynamics разработали человекоподобного робота Atlas. Он отлично ориентируется в пространстве и имеет 28 гидравлических суставов, множество сенсоров и передовую систему управления.

Так выглядел прототип первого робота Atlas

В Boston Dynamics говорят, что изначально роботом управлял оператор, для того, чтобы создать трехмерную карту области передвижения. Однако затем гуманоид смог передвигаться самостоятельно с уже внесенной в его базу информацией об окружении и препятствиях на пути.

Поначалу он и правда напоминал прислужника из «Скайнет» и не мог двигаться без подключения к управляемому компьютеру и электропитанию. Имел рост 190 сантиметров и вес 136 килограмм. Всего пара лет понадобилась разработчикам, чтобы выпустить новую версию робота Atlas, который стал самым сложным роботом на Земле. Сначала они обновили его прошивку, а затем — и все «тело», сделав робота еще больше похожим на человека.

Новый робот Atlas Boston Dynamics

Разработчики добавили в робота-гуманоида аккумулятор емкостью 3,7 кВч, который может обеспечить ему час автономной работы, включающей в себя перемещение и некоторые другие действия. Кроме того, для компенсации увеличения массы за счет установки аккумулятора инженерам пришлось использовать более легкие материалы при создании корпуса Atlas. Также создатели добавили в робота беспроводной модуль для связи и улучшили его подвижные части, увеличив свободу передвижения гуманоида. Его рост уменьшили до 1,5 метра, а вес — до 75 килограмм, чтобы было легче выполнять маневры. Инженеры хотели сделать робота максимально легким и прочным, многие его делали разработаны с нуля разработчиками из Boston Dynamics и напечатаны на 3D-принтере. Такого больше ни у кого нет.

С тех пор создатели робота занимаются тем, что улучшают его систему навигации и обучают его новым движениям, которые потенциально могут пригодиться ему при работе в трудных условиях. Так, в прошлом году Atlas научился разворачиваться в прыжке на 360 градусов — прямо как гимнаст. Как же ему все это удается?

Atlas - единственный робот на Земле, который может выполнять трюки с точностью до 80%.

Как устроен самый сложный робот

Помимо 28 шарнирных суставов, с помощью которых Atlas двигает руками, ногами, спиной и другими частями своего «тела», робот также оснащен множеством моторов (их количество держится в секрете), которые приводят его в движение, получая питание уже от встроенного аккумулятора. Как робот понимает, что ему, например, нужно перешагнуть через препятствие? Для этого у него есть стереозрение, лидары, гироскопы, дальномеры и другие сенсоры, которые помогают ему ориентироваться в пространстве. Вся эта информация поступает в центральный процессор — очень мощный чип, который и посылает сигнал на моторы. А они уже приводят робота в движение. Работу Atlas можно сравнить с работой человеческого мозга: если глаз человека видит опасность, он отправляет информацию об этом в головной мозг, а оттуда дается команда, например, увернуться корпусом или отойти в сторону.

В «Атласе» есть отдельные моторы на каждую конечность, встроенная система охлаждения и провода, которые напоминают человеческие вены

Atlas имеет одну из самых компактных мобильных гидравлических систем в мире. За счет специальных двигателей, клапанов и гидравлической силовой установки Atlas может подавать необходимую мощность для любого из своих 28 гидравлических соединений. Именно поэтому он так задорно занимается паркуром, бегает, кувыркается — ни один другой робот на такое не способен. А поскольку аналогов никто не производит, Boston Dynamics вынуждена делать большинство компонентов с нуля.

За несколько лет робота обеспечили усовершенствованной системой управления, благодаря которой он знает очень много движений. На планирование каждого движения у него уходит 0,5 секунды — за это время робот анализирует пространство вокруг себя (с датчиков), сам себя взвешивает (оценивая, хватит ли мощности, чтобы поднять корпус и преодолеть препятствие) и принимает решение. Интересно, что инженерам удалось научить робота использовать руки для баланса тела так же, как человек.

Максимальная скорость передвижения робота Atlas составляет 1,5 м/с или 5,4 км/ч, что сравнимо со скоростью ходьбы человека.

Некоторым в нашем Telegram-чате показалось, что робот обладает интеллектом, однако это не так. Его программное обеспечение было полностью написано инженерами, которые могут управлять роботом с помощью макрокоманд (например, заставить его бежать, присесть, сделать шаг и так далее). То есть он либо управляется «с пульта», либо просто выполняет запрограммированные команды. Команды уже преобразуются в микродействия и алгоритмы конечностей для обеспечения этих движений. Управляется гуманоид с помощью роботехнической операционной системы (ROS — Robotics Operating System). Большинство расширений для него написаны на языках программирования C++ и Python. Правда, официально эту информацию не подтверждали — Boston Dynamics держит очень много секретов. Еще бы, ведь это самый сложный робот в мире.

Зачем нужны роботы

В планах Boston Dynamics — добавить к роботу искусственный интеллект, а там и до возможности реагировать на команды недалеко. Конечно, можно записать набор фраз и встроить их, но это какие-то «инновации ради инноваций», такое сейчас есть даже в вашей умной колонке. Здесь же масштабы совсем другие.

Сейчас, например, роботы Boston Dynamics помогают в борьбе с коронавирусом в США.

Изначально Altas создавался для проведения спасательных операций после техногенных или природных катастроф. К примеру, для ликвидации последствий после цунами и взрыва АЭС, как это случилось в 2011 году в Японии. Но с каждым годом сфер его применения становится все больше, и кто знает — может через 20 лет такие «Алтасы» будут встречать вас на ресешпен в отеле. Или использоваться в качестве замены солдат в армии. Хотя… лучше первый вариант.

Планета ЗемляРобототехникаРоботы Boston Dynamics

Для отправки комментария вы должны или

Насколько велик самый большой робот в мире?

ТЕХНОЛОГИИ — Изобретения

Задумывались ли вы когда-нибудь.

..

• Насколько велик самый большой в мире робот?
• Кто создал самого большого в мире робота?
• Можете ли вы построить своего собственного робота?

Теги:

Просмотреть все теги

• Изобретения,
• Наука,
• Технология,
• Мир,
• Самый большой,
• Робот,
• Мультфильм,
• Научная фантастика,
• Джетсоны,
• Автоматика,
• Трансформеры,
• японский,
• Инженер,
• Масааки Нагумо,
• Мобильный костюм Гандам,
• Аниме,
• Лв-Мононофу,
• Рио Тинто,
• Автохаб,
• Автономный,
• Поезд,
• Австралия

Сегодняшнее чудо дня было вдохновлено Кирой. Кира Уондерс , “ Существуют ли роботы? «Спасибо, что ДУМАЕТЕ вместе с нами, Кира!

Давным-давно, когда ваши родители были еще детьми, научно-фантастические фильмы и мультфильмы часто изображали будущее, наполненное роботами. Например, в классическом мультфильме «Джетсоны » представлены всевозможные роботы космической эры, которые выполнят большинство ваших повседневных задач.

Некоторые шоу рисовали гораздо более мрачную картину будущего, в котором роботы будут править миром, а люди будут в их власти. К счастью, этот сценарий не осуществился.

Перенесемся в сегодняшний день, и вы быстро поймете, что мы еще не достигли уровня роботизированной автоматизации, предсказанного The Jetsons . Однако роботы стали важной частью мира, в котором мы сейчас живем.

Большие роботы заполняют фабрики по всему миру, помогая автоматизировать процессы, которые раньше требовали выполнения людьми. Крошечные роботы помогают врачам оперировать пациентов в захватывающих новых типах операций, которые помогают решить медицинские проблемы, которые раньше были смертельными.

Теперь у нас даже дома есть роботы. У некоторых людей есть роботы-пылесосы, которые будут перемещаться взад и вперед по ковру, собирая крошки от печенья, которое вы не должны были есть в гостиной.

У многих людей также есть роботы, сидящие на кухонном столе, с которыми они могут разговаривать. С помощью простого запроса они могут узнать сегодняшнюю погоду, получить рецепт шоколадного торта или заказать новую лопатку для переворачивания блинов.

А как насчет тех гигантских роботов, которые показывают как Трансформеры нам обещали? Благодаря японскому инженеру Масааки Нагумо такие гигантские роботы теперь могут быть ближе к реальности.

Вдохновленный Mobile Suit Gundam , своим любимым аниме из детства, Нагумо построил своего собственного почти пятитонного робота высотой 28 футов и назвал его LW-Mononofu. Он считает, что это самый большой робот в мире.

Сидя в кабине робота, Нагумо может управлять руками и ногами робота. Он может ходить, поворачиваться и даже шевелить пальцами. Пневматический пистолет на его правой руке также может стрелять шариками из губки со скоростью 87 миль в час.

На создание гигантского робота ушло шесть лет, и в основном он используется для продвижения работодателя Нагумо, который разрабатывает сельскохозяйственное оборудование. К сожалению, он был построен выше дверей мастерской, поэтому его пришлось разобрать, чтобы оставить на заводе, где он был создан.

Нагумо не единственный, кто претендует на звание самого большого робота в мире. Горнодобывающая группа Rio Tinto считает, что ее AutoHaul также соответствует требованиям. AutoHaul стоит почти один миллиард долларов и представляет собой автономный поезд, который перевозит железную руду через австралийскую пустыню к побережью.

Увидим ли мы в будущем больше автономных поездов? Кажется, что это будет легко сделать, так как поезда идут по рельсам и их не нужно направлять. У нас есть технология, и это можно сделать, но эксперты не верят, что автоматизация поездов будет рентабельной в долгосрочной перспективе. Стоимость страхования повышенной ответственности и оснащения поездов и рельсовых систем датчиками намного превышает затраты на одного или двух человек, управляющих поездами.

Интересно, что дальше?

«Завтрашнее чудо дня» может вызвать у вас желание съесть БУТЭНЧИК!

Попробуйте

Готовы узнать больше о роботах? Не забудьте проверить следующие действия с другом или членом семьи:

• Вы сталкиваетесь с роботами каждый день? Подумайте обо всех различных типах роботов, которые вы видели на протяжении всей своей жизни. Есть ли в вашем доме роботы? Как насчет магазинов, в которых вы делаете покупки? А как насчет мест, где работают ваши друзья и члены семьи? Как вы думаете, в будущем роботов станет больше или меньше?
• Есть ли место, где нельзя использовать роботов? Если подумать, может показаться, что вы не увидите много роботов на фермах, но это не обязательно так. Знаете ли вы, что существуют роботизированные доильные аппараты для дойных коров? Узнайте больше, когда вы перейдете в Интернет, чтобы прочитать о крупнейшей роботизированной ферме в мире.
• Можете ли вы сделать несколько простых роботов дома из материалов, которые у вас уже есть в доме? Спорим, ты можешь! Ознакомьтесь с онлайн-проектами Easy Robotics Projects for Kids, чтобы узнать больше!

Wonder Sources

• https://www.geek.com/tech/building-the-worlds-largest-robot-is-not-fun-1748683/
• https://spectrum.ieee.org/ автомат/робототехника/промышленные-роботы/миры-крупнейший-робот-перевозки-руды-через-западную-австралию
• http://www.sciencefocus.com/article/future/what-s-biggest-robot-world

Получил?

Проверьте свои знания

Wonder Contributors

Благодарим:

Брэндин и Мэдисон
за ответы на вопросы по сегодняшней теме Wonder!

Удивляйтесь вместе с нами!

Что вас интересует?

Wonder Words

• задач
• будущее
• милосердие
• требуется
• смертельный
• крошки
• шпатель
• отбеливатель
• сценарий
• операций
• заводов
• пылесосы
• процессов
• изображено
• к счастью
• демонтирован
• автоматика
• автономный

Примите участие в конкурсе Wonder Word

Оцените это чудо

Поделись этим чудом

×

ПОЛУЧАЙТЕ СВОЕ ЧУДО ЕЖЕДНЕВНО

Подпишитесь на Wonderopolis и получайте
Wonder of the Day® по электронной почте или SMS

Присоединяйтесь к Buzz

Не пропустите наши специальные предложения, подарки и акции. Узнай первым!

Поделитесь со всем миром

Расскажите всем о Вандополисе и его чудесах.

Поделиться Wonderopolis

Wonderopolis Widget

Хотите делиться информацией о Wonderopolis® каждый день? Хотите добавить немного чуда на свой сайт? Помогите распространить чудо семейного обучения вместе.

Добавить виджет

Ты понял!

Продолжить

Не совсем так!

Попробуйте еще раз

Япония строит гигантского робота Gundam, который может ходить

Как понял Верн, Гражданская война в США (во время которой
было выполнено 60 000 ампутаций) положило начало современной эре протезирования в Соединенных Штатах благодаря федеральному финансированию и волне патентов на дизайн, поданных протезистами-предпринимателями. Две мировые войны укрепили коммерческую индустрию протезирования как в Соединенных Штатах, так и в Западной Европе, а продолжающаяся война с терроризмом помогла ей превратиться в индустрию с оборотом в 6 миллиардов долларов США по всему миру. Однако эти недавние инвестиции не являются результатом непропорционально большого количества ампутаций в ходе военных конфликтов: около 1500 американских солдат и 300 британских солдат лишились конечностей в Ираке и Афганистане. Потеря конечностей среди населения в целом затмевает эти цифры. Только в Соединенных Штатах более 2 миллионов человек живут с потерей конечностей, при этом 185 000 человек ежегодно подвергаются ампутации. Гораздо меньшее число детей — от 1500 до 4500 детей в год — рождаются с разницей или отсутствием конечностей, включая меня.

Сегодня люди, разрабатывающие протезы, как правило, инженеры с добрыми намерениями, а не сами инвалиды. Мясистые обрубки мира служат хранилищем мечтаний этих дизайнеров о высокотехнологичном, сверхчеловеческом будущем. Я знаю это, потому что на протяжении всей своей жизни я был оснащен одними из самых
самые передовые протезы на рынке. После рождения без левого предплечья я был одним из первых младенцев в Соединенных Штатах, которым снабдили миоэлектрическим протезом руки — электронным устройством, управляемым мышцами носителя, напрягающимися от датчиков внутри гнезда протеза. С тех пор я носил множество протезов рук, каждый из которых стремился к идеальному воспроизведению человеческой руки — иногда за счет эстетики, иногда за счет функциональности, но всегда предназначенный для имитации и замены того, что отсутствовало.

За время моей жизни миоэлектрические руки превратились из когтеобразных конструкций в мультизахватные, программируемые, анатомически точные копии человеческой руки, большинство из которых стоит десятки тысяч долларов. Журналисты не могут налюбоваться этими изощренными, многоцелевыми «бионическими» руками с реалистичной силиконовой кожей и органическими движениями, негласно обещая, что инвалидность скоро исчезнет, ​​а любая потерянная конечность или орган будет заменена равноценной копией. Инновации в области протезов рук рассматриваются как соревнование с высокими ставками, чтобы увидеть, что технологически возможно. Тайлер Хейс, генеральный директор стартапа по производству протезов
Atom Limbs изложила это в видео WeFunder, которое помогло собрать 7,2 миллиона долларов от инвесторов: «Каждый лунный полет в истории начинался с изрядной доли сумасшествия, от электричества до космических путешествий, и Atom Limbs ничем не отличается».

Мы вовлечены в гонку бионических рук. Но делаем ли мы реальный прогресс? Пришло время спросить, для кого на самом деле нужны протезы и чего они, как мы надеемся, на самом деле сделают. Каждая новая бионическая рука с несколькими захватами имеет тенденцию быть более сложной, но и более дорогой, чем предыдущая, и с меньшей вероятностью покрывается (даже частично) страховкой. И, как показывают недавние исследования, гораздо более простые и гораздо менее дорогие протезы могут одинаково хорошо выполнять многие задачи, а причудливые бионические руки, несмотря на все их электронные возможности, редко используются для хватания.

Активные руки, такие как этот, изготовленный протезной фирмой Arm Dynamics, дешевле и долговечнее, чем бионические протезы. Насадка от компании Texas Assistive Devices, производящей протезы, рассчитана на очень большой вес, что позволяет автору выполнять упражнения, которые были бы рискованными или невозможными с ее гораздо более дорогой бибионической рукой. Габриэла Хасбун; Макияж: Мария Нгуен для косметики MAC; Волосы: Джоан Лаки для Living Proof

Function or Form

В последние десятилетия подавляющее внимание исследований и разработок новых искусственных рук было сосредоточено на совершенствовании различных типов захватов. Многие из самых дорогих рук на рынке отличаются количеством и разнообразием выбираемых цепких захватов. Мой собственный медиа-любимец руки, bebionic от Ottobock, который я получил в 2018 году, имеет силовую рукоятку в форме кулака, щипковые рукоятки и один очень специфический режим с большим пальцем поверх указательного для вежливой передачи кредитной карты. Моя миоэлектрическая рука 21-го века казалась замечательной, пока я не попытался использовать ее для некоторых рутинных задач, где она оказалась
громоздче и требует больше времени, чем если бы я просто оставил его на диване. Я не мог использовать его, чтобы закрыть дверь, например, задача, которую я могу сделать с моей культей. А без чрезвычайно дорогого дополнения в виде запястья с электроприводом я не мог пересыпать овсянку из кастрюли в миску. Выполнение задач крутым бионическим способом, даже если это имитировало две руки, было явно не лучше, чем выполнение вещей по-моему, иногда с помощью моих ног и ступней.

Когда я впервые заговорил с
Эд Спирс, лектор по робототехнике и машинному обучению в Имперском колледже Лондона, был в своем кабинете поздно ночью, но его все еще волновали роботизированные руки — нынешнее направление его исследований. Спайерс говорит, что антропоморфная роботизированная рука неизбежна, от реальности сегодняшнего протезирования до фантазии научной фантастики и аниме. «На одной из своих первых лекций здесь я показывал отрывки из фильмов и мультфильмов и то, как крутые кинематографисты делают руки роботов», — говорит Спирс. «В аниме Gundam , есть так много крупных планов гигантских рук роботов, хватающих такие вещи, как массивные пушки. Но почему это должна быть человеческая рука? Почему у робота просто нет пистолета вместо руки?»

Пришло время спросить, для кого на самом деле нужны протезы и чего они, как мы надеемся, на самом деле сделают.

Спирс считает, что разработчики протезов слишком увлечены формой, а не функцией. Но он поговорил с ними достаточно, чтобы понять, что они не разделяют его точку зрения: «У меня такое ощущение, что людям нравится идея о том, что люди великие, и что руки делают людей совершенно уникальными». Почти каждый университетский факультет робототехники, который посещает Спирс, занимается разработкой антропоморфных роботов. «Вот как выглядит будущее», — говорит он, и его голос звучит немного раздраженно. «Но часто есть лучшие способы».

Подавляющее большинство людей, пользующихся протезами конечностей, — это люди с односторонней ампутацией — люди с ампутациями, затрагивающими только одну сторону тела, — и они практически всегда используют свою доминирующую «мясистую» руку для деликатных задач, таких как поднятие чашки. Как односторонние, так и двусторонние ампутированные конечности также получают помощь от своего туловища, ступней и других объектов в их окружении; редко задачи выполняются одним протезом. И все же, общие клинические оценки для определения успеха протеза основаны на использовании только протеза без помощи других частей тела. Такие оценки, похоже, предназначены для демонстрации возможностей протеза руки, а не для определения того, насколько он полезен в повседневной жизни пользователя. Инвалиды по-прежнему не являются арбитрами стандартов протезирования; мы все еще не в центре дизайна.

Крюк Хосмера [слева], первоначально разработанный в 1920 году, представляет собой оконечное устройство с питанием от тела, которое используется до сих пор. Насадка-молоток [справа] может быть более эффективной, чем насадка-захват, при забивании гвоздей в дерево. Слева: Джон Прието/The Denver Post/Getty Images; Справа: Hulton-Deutsch Collection/Corbis/Getty Images

Протезы в реальном мире

Чтобы узнать, как пользователи протезов живут со своими устройствами,
Спирс руководил исследованием, в котором использовались камеры, надетые на головы участников, для записи ежедневных действий восьми человек с односторонней ампутацией или врожденными различиями конечностей. Исследование, опубликованное в прошлом году в IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics , включал несколько разновидностей миоэлектрических рук, а также систем с питанием от тела, которые используют движения плеча, груди и плеча, передаваемые по кабелю, для механического управления захватом в конце протез. Исследование проводилось, когда Спирс был научным сотрудником лаборатории GRAB Йельского университета, возглавляемой Аароном Долларом. Помимо Доллара, он тесно сотрудничал с аспиранткой Джиллиан Кокран, которая была соавтором исследования.

Просматривая необработанные кадры из исследования, я чувствовал одновременно грусть и чувство товарищества с анонимными пользователями протезов. На роликах видны неуклюжесть, просчеты и случайные падения, знакомые даже очень опытным пользователям протезов рук. Часто протез просто помогает прижать объект к телу, которым можно управлять другой рукой. Также было очевидно, сколько времени люди тратили на подготовку своих миоэлектрических протезов для выполнения задачи — часто требовалось несколько дополнительных секунд, чтобы вручную или с помощью электроники повернуть запястья своих устройств, выровнять объект, чтобы правильно схватить его, и отработать захват. подход. Участник, который повесил бутылку с дезинфицирующим спреем на «крючок» руки, протирая кухонный стол, казалось, был тем, кто все понял.

В ходе исследования протезы использовались в среднем только для 19 процентов всех зафиксированных манипуляций. В целом протезы использовались в основном для нехватательных действий, а другая, «неповрежденная» рука выполняла большую часть хватания. Исследование выявило большие различия в использовании между теми, у кого неэлектрические протезы с питанием от тела, и теми, у кого есть миоэлектрические протезы. Для пользователей протезов с приводом от тела, у которых ампутация была ниже локтя, почти 80 процентов использования протезов приходилось на движения без захвата — толкание, нажатие, вытягивание, подвешивание и стабилизация. Для миоэлектрических пользователей устройство использовалось для захвата только в 40 процентах случаев.

Что еще более показательно, пользователи с неэлектрическими захватами или разъемными крюками тратили значительно меньше времени на выполнение задач, чем пользователи с более сложными протезами. Спайерс и его команда отметили плавность и скорость, с которой первые приступили к выполнению задач в своих домах. Они могли использовать свои искусственные руки почти мгновенно и даже получать прямую тактильную обратную связь через кабель, который управляет такими системами. Исследование также выявило небольшую разницу в использовании между миоэлектрическими устройствами с одним захватом и более причудливыми миоэлектрическими многошарнирными руками с несколькими захватами, за исключением того, что пользователи, как правило, избегали подвешивания предметов на своих руках с несколькими захватами, по-видимому, из страха сломать их.

«У нас сложилось впечатление, что люди с миоэлектрическими руками с несколькими хватами довольно осторожно подходят к их использованию», — говорит Спирс. Это неудивительно, поскольку большинство миоэлектрических рук стоят более 20 000 долларов, редко получают одобрение страховки, требуют частой профессиональной поддержки для изменения схемы хвата и других настроек, а также требуют дорогостоящих и длительных процессов ремонта. По мере того, как протезные технологии становятся все более сложными и запатентованными, все большую озабоченность вызывает долгосрочная работоспособность. В идеале устройство должно легко ремонтироваться пользователем. И все же некоторые стартапы в области протезирования предлагают модель подписки, при которой пользователи продолжают платить за доступ к ремонту и поддержке.

Несмотря на выводы своего исследования, Спирс говорит, что подавляющее большинство исследований и разработок в области протезирования по-прежнему сосредоточено на совершенствовании способов захвата дорогих высокотехнологичных бионических рук. По его словам, даже помимо протезирования исследования манипуляций в исследованиях приматов и робототехники в подавляющем большинстве связаны с хватанием: «Все, что не хватает, просто выбрасывается».

TRS производит широкий ассортимент протезов с приводом от тела для различных хобби и занятий спортом. Каждое приспособление предназначено для определенной задачи, и их можно легко заменить для различных видов деятельности. Fillauer TRS

Цепляясь за историю

Если мы решили, что то, что делает нас людьми, — это наши руки, а то, что делает руку уникальной, — это ее способность хватать, то единственный протез, который у нас есть, — это тот, который прикреплен к запястьям большинства людей. Тем не менее, погоня за максимальной пятизначной хваткой не обязательно является следующим логическим шагом. Фактически, история показывает, что люди не всегда были зациклены на идеальном воссоздании человеческой руки.

Как рассказывается в сборнике эссе 2001 г.
Письмо на руках: память и знания в Европе раннего Нового времени , представления о руке развивались на протяжении столетий. «Душа подобна руке; ибо рука — это инструмент инструментов», — писал Аристотель в De Anima . Он полагал, что человечество было намеренно наделено подвижной и цепкой рукой, потому что только наш уникальный разумный мозг мог использовать ее — не как простую утварь, а как инструмент для apprehensio , или «схватывания» мира в прямом и переносном смысле.

Спустя более 1000 лет идеи Аристотеля нашли отклик у художников и мыслителей эпохи Возрождения. Для Леонардо да Винчи рука была посредником между мозгом и миром, и он приложил исключительные усилия в своих анализах и иллюстрациях человеческой руки, чтобы понять ее основные компоненты. Его тщательные исследования сухожилий и мышц предплечья и кисти привели его к выводу, что «хотя человеческая изобретательность делает различные изобретения… она никогда не найдет изобретений более красивых, более подходящих или более прямых, чем природа, потому что в ее изобретениях нет ничего недостающего и ничего лишнего».

Иллюстрации да Винчи вызвали волну интереса к анатомии человека. Тем не менее, при всем тщательном изображении человеческой руки европейскими мастерами, рука рассматривалась скорее как источник вдохновения, чем как объект, который простые смертные могли воспроизвести. На самом деле было широко признано, что хитросплетения человеческой руки свидетельствуют о божественном замысле. Никакая машина, заявил христианский философ Уильям Пейли, не является «более искусственной или более очевидной», чем сгибатели руки, что предполагает преднамеренный замысел Бога.

Выполнение задач крутым бионическим способом, даже если это имитировало две руки, было явно не лучше, чем выполнение вещей по-моему, иногда с помощью моих ног и ступней.

К середине 1700-х годов, когда на глобальном севере произошла промышленная революция, начал формироваться более механистический взгляд на мир, и грань между живыми существами и машинами начала стираться. В своей статье 2003 года «
Wetware восемнадцатого века, — пишет Джессика Рискин, профессор истории Стэнфордского университета, — период между 1730-ми и 1790s был симуляцией, в которой механики искренне пытались сократить разрыв между живыми и искусственными механизмами». В этот период произошли значительные изменения в конструкции протезов конечностей. В то время как механические протезы 16-го века были отягощены железом и пружинами, в протезе 1732 года с приводом от тела использовалась система шкивов для сгибания руки, сделанной из легкой меди. К концу 18 века металл заменили кожей, пергаментом и пробкой — более мягкими материалами, имитирующими живую материю.

Технооптимизм начала 20-го века привел к очередным изменениям в дизайне протезов.
Вольф Швейцер, патологоанатом Цюрихского института судебной медицины, человек с ампутированными конечностями. Он владеет широким спектром современных протезов рук и имеет необходимый опыт для их тестирования. Он отмечает, что анатомически правильные протезы рук вырезались и выковывались на протяжении большей части 2000 лет. И все же, по его словам, разрезной крючок 20-го века с приводом от тела «более современен», его конструкция больше стремится сломать форму человеческой руки.

«Рука, приводимая в действие телом, — с точки зрения ее символизма — (по-прежнему) выражает человеко-машинный символизм индустриального общества 1920-х годов».
пишет Швейцер в своем блоге о протезах рук, «когда человек должен был функционировать как заводная шестерня на производственных линиях или в сельском хозяйстве». В оригинальном дизайне крючка Хосмера 1920-х годов петля внутри крючка была помещена только для завязывания обуви, а другая — только для удержания сигарет. Эти дизайны, как сказал мне Ad Spiers, были «невероятно функциональными, функциональность превыше формы. Все части служили определенной цели».

Швейцер считает, что по мере того, как в 20-м веке потребность в ручном труде уменьшалась, протезы, которые были высокофункциональными, но не натуралистичными, затмились новым высокотехнологичным видением будущего: «бионическими» руками. В 2006 году Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов США запустило
Революционное протезирование, исследовательская инициатива по разработке следующего поколения протезов рук с «почти естественным» контролем. В рамках программы стоимостью 100 миллионов долларов были созданы два многошарнирных протеза руки (один для исследований, а другой стоимостью более 50 000 долларов). Что еще более важно, это повлияло на создание других подобных протезов, сделав бионическую руку — как ее представляли себе военные — святым Граалем в протезировании. Сегодня бионическая рука с несколькими захватами является гегемоном, символом целостности киборга.

И все же некоторые разработчики протезов придерживаются другого видения. TRS, базирующаяся в Боулдере, штат Колорадо, является одним из немногих производителей
протезы для конкретных видов деятельности, которые часто более долговечны и более доступны с финансовой точки зрения, чем роботизированные протезы. Эти пластмассовые и силиконовые насадки, в том числе мягкое устройство в форме гриба для отжиманий, храповой зажим для поднятия тяжестей и вогнутый плавник для плавания, помогли мне ощутить наибольшую функциональность, которую я когда-либо получал от протеза руки. .

Такие низкотехнологичные протезы для активности и протезы с питанием от тела работают на удивление хорошо, а стоимость бионических рук составляет ничтожную долю. Они не выглядят и не действуют как человеческие руки, и от этого они функционируют лучше. Согласно Швейцеру, протезы с приводом от тела
инженеры регулярно называют его «мистическим» или насмешливо называют «капитаном Крюком». Будущие бионические плечи и локти могут иметь огромное значение в жизни людей, у которых отсутствует конечность до плеча, если предположить, что эти устройства можно будет сделать надежными и доступными. Но для Швейцера и большого процента пользователей, неудовлетворенных своими миоэлектрическими протезами, индустрия протезов еще не предложила ничего принципиально лучшего или более дешевого, чем протезы с питанием от тела.

Прорывы, которых мы хотим

Бионические руки стремятся сделать людей с ограниченными возможностями «цельными», чтобы мы участвовали в мире, который в культурном отношении двурукий. Но гораздо важнее, чтобы мы жили так, как хотим, с доступом к необходимым нам инструментам, чем чтобы мы выглядели как все. В то время как многие люди с разными конечностями использовали бионические руки для взаимодействия с миром и самовыражения, многовековые усилия по совершенствованию бионической руки редко сосредотачиваются на нашем жизненном опыте и том, что мы хотим делать в своей жизни.

Нам обещали прорыв в технологии протезирования на протяжении большей части 100 лет. Мне вспоминается научный ажиотаж вокруг выращенного в лаборатории мяса, который кажется одновременно взрывным сдвигом и признаком интеллектуальной капитуляции, когда политические и культурные изменения игнорируются в пользу технологического исправления. С персонажами в мире протезирования — врачами, страховыми компаниями, инженерами, протезистами и военными — которые десятилетиями играют одни и те же роли, почти невозможно создать что-то действительно революционное.

Между тем, эта метафорическая гонка на Луну — это миссия, которая забыла о своей первоначальной цели: помочь людям с ограниченными возможностями приобретать и использовать инструменты, которые они хотят. Есть недорогие, доступные, низкотехнологичные протезы, которые доступны прямо сейчас и требуют инвестиций в инновации для дальнейшего снижения затрат и улучшения функциональности. И, по крайней мере, в Соединенных Штатах существует сломанная система страхования, которую необходимо починить.